Entiendo que el horizonte de sucesos de un agujero negro se forma en la radio a partir de la singularidad donde la velocidad de escape es c. Pero también es cierto que usted no tiene que ir a la velocidad de escape para escapar de un objeto si se puede mantener algún tipo de empuje. Usted podría escapar de la tierra en 1 km/h si se podría mantener la cantidad adecuada de empuje por un tiempo suficiente. Así que si usted pasa justo debajo del horizonte de sucesos, no debería ser capaz de empujar su camino de regreso, a pesar de la >c la velocidad de escape? ¿O es que esta restricción tiene que hacer únicamente con efectos relativistas (tiempo de parada para los observadores externos en el horizonte de sucesos)?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
@Florin es absolutamente correcto, pero a veces una imagen vale más que mil palabras. Este sitio web tiene varias fotos y explicaciones acerca de cómo el futuro cono de luz comienza a punto, sólo para el interior del agujero negro, una vez que pase el horizonte de sucesos.
Aquí está una de las imágenes:
El tiempo es vertical, el cilindro se representa el horizonte de sucesos y los conos son el futuro de conos de luz para el observador como caen en el agujero negro.
Tenga en cuenta que incluso si el observador podría acelerar instantáneamente a casi la velocidad de la luz sería aún se limita a la futura cono de luz. Así que una vez que el horizonte de sucesos es cruzado que no puede escapar.
ACTUALIZACIÓN: Como @Florin dice en un comentario, la rotación de los agujeros negros son incluso más extraño que la no rotación de Schwarzchild agujero negro descrito anteriormente. En particular, hay una región fuera del horizonte de sucesos, llamado el ergosphere donde el espacio-tiempo se arrastra alrededor del agujero negro más rápido que la velocidad de la luz (con respecto a las estrellas lejanas). Es posible entrar en el ergosphere y todavía escapar al infinito. De hecho, algunos de los agujeros negros de rotación de la energía puede ser extraída en esta región y puede ser fuente de energía de las explosiones de rayos gamma.
También me gustaría señalar que no hay ningún experimento locales que se pueden realizar para determinar cuando el observador ha cruzado el horizonte de sucesos. Se "siente" perfectamente normal - es sólo el futuro destino de los rayos de luz que cambia cuando el horizonte se cruza y que no puede ser determinado de forma local. De hecho, la "normal Newtoniano" concepto de la "fuerza" de la gravedad no tiene que ser particularmente fuerte en el horizonte. Una más masivo agujero negro tiene un menor horizonte de sucesos "fuerza de gravedad". Una mano que se agita manera de ver esto es que la de Newton, la fuerza es proporcional a $\frac{1}{R^2}$, pero el horizonte de sucesos radio es proporcional a la masa, $M$; de modo que la superficie de la fuerza es proporcional a $\frac{1}{M}$. Ver esta Wikipedia artículo para una mayor discusión rigurosa de lo que incluso podría significar para hablar sobre el concepto de "fuerza" en la Relatividad General.
Maarten Sander
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708
Deseo que aquellos que popularización de la ciencia iba a dejar de hablar acerca de la velocidad de la luz. Sólo confunde a la gente.
Olvídate de la velocidad. Pensar en términos de energía. Usted necesitaría una cantidad infinita de energía para salir de ella. Infinito. Significado, es como tratar con la Mafia: no importa cuánto estás gastando, todavía no es suficiente.
Pensar en términos de topología. Desde el interior del horizonte de sucesos, no hay posibles trayectorias para el exterior. Esto es puramente geométrica problema; el espacio-tiempo es tan alterados que cualquier trayectoria que podría dibujar, a partir de su posición actual, va sólo hacia el interior del horizonte de sucesos.
Por otra parte, cualquier trayectoria dentro del horizonte de sucesos es sólo apuntando hacia abajo. Que el derecho, en todas partes usted mira, mira hacia abajo, hacia el centro.
El 3 spacelike dimensiones y 1 timelike dimensión de la normal de espacio-tiempo, ahora convertido en 3 timelike y 1 spacelike dimensión. Todos los 3 timelike dimensiones terminar en la singularidad central. Lo que significa que, una vez dentro, sólo puede ir hacia abajo.
Esa es la forma de romper en serio el espacio-tiempo. No es una cuestión de velocidad, diablos, incluso, de la energía, no importa, es que el espacio y el tiempo mismos están vinculados con un gran screwball nudo que no tiene sentido y es aparentemente diseñado para chupar.
Los físicos se refieren a esto como el colapso de la geometría espacio-tiempo.
barry
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131
Estoy totalmente de acuerdo con @FrankH la respuesta. Sólo quiero subrayar la subyacente idea errónea de que muchos autores dan cuando se habla de velocidades de escape de los agujeros negros. Uno puede tener un "agujero negro" de este tipo en la física Newtoniana, sans GR, y de hecho esto ha sido conocido desde el siglo 18 (véase la página de la Wikipedia, por ejemplo). Todo lo que debes hacer es encontrar el radio fuera de una masa M, donde la velocidad de escape es igual a la velocidad de la luz.
Por desgracia, esta radio se corresponde exactamente con el radio de Schwarzschild, $2GM/c^2$, lo que lleva a muchos a pensar que la de Newton argumentos aplicar un poco. Una diferencia clave es ¿qué se entiende por "fuga". La velocidad de escape es la velocidad a la que tendría que ir a la cabeza hasta el infinito, con no más de empuje. Con menos velocidad, podría mover a un determinado distinto de cero distancia desde la superficie de un Newtoniano agujero negro antes de ser empujado hacia atrás. Dada una fuente de empuje, el argumento de la pregunta original muestra de que siempre se puede escapar de un objeto. Con GR, las cosas son diferentes, y que nunca se les permite ir a cualquier cantidad por encima del horizonte de sucesos, no importa cuánto combustible del cohete que tiene en la mano.
Weng Fai Wong
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En realidad, es posible salir del horizonte. Para salir de uno sólo tiene que alcanzar una velocidad mayor que c.
Pero no hay ningún objeto que lleva la información puede llegar a esa velocidad, esto violaría la casualidad. Tan sólo las cosas que no tienen ninguna información puede salir desde el interior del horizonte.
Una cosa es la radiación de Hawking (no sólo los fotones, sino también partículas) que puede ser visto como quantum túnel de la BH. Tenga en cuenta que en todos los casos de tunelling (es decir en el núcleo de la descomposición) de la emisión de partículas alcanza mayor que c, la velocidad. Esto no viola víctima, porque el proceso es probablistic y, como tal, no puede ser utilizado para iunformation de transferencia.
Jasper
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348
Cuando los científicos dicen que la velocidad de escape de un agujero negro es mayor que la velocidad de la luz, que significa que si usted sale de la superficie del agujero negro a una velocidad que está cerca de la velocidad de la luz, y durante el viaje, usted no recibe un impulso extra de velocidad, entonces eventualmente se va a caer de nuevo. Eso es absolutamente cierto. Pero si usted consigue un aumento de la velocidad durante el viaje, usted puede mantener su velocidad para estar cerca de la velocidad de la luz, con el tiempo, usted se moverá a una órbita cuya velocidad de escape es inferior a la velocidad de la luz, entonces se puede escapar del agujero negro. Así, el mito de la "nada puede escapar del agujero negro" es incorrecto.
