¿Por qué el horizonte de eventos de un agujero negro no se ve como una esfera brillante?

Question

Toda la energía de la materia que infalente aparece a un observador externo como congelada en el tiempo en el horizonte del acontecimiento. ¿Por qué entonces este horizonte no es muy brillante debido a la radiación que es capaz de escapar radialmente? ¿Deberían todos los agujeros negros no aparecer como una esfera brillante?

Answer 1

Como Ben dice, agujeros negros que tienen discos de acrecimiento brillo muy brillantes, de hecho, debido al calentamiento de la materia en el disco a medida que cae hacia el interior. Sin embargo, no todos los agujeros negros tienen discos de acrecimiento. Por ejemplo, el agujero negro en el centro de nuestra galaxia no, y sospecho que usted está preguntando por qué ya no es la brillando.

Si usted toma un objeto brillante. por ejemplo, una esfera metálica calentada a fuego blanco, y caer en un agujero negro verá la luz se desvanecen a medida que se acerca al horizonte de sucesos y en la fase final de la aproximación al horizonte sería fundido a negro. Esto sucede porque la luz emitida por la esfera pierde energía como la que sale de la gravitacional. Este efecto se llama corrimiento al rojo gravitacional. Esta pregunta, el corrimiento Al rojo Gravitacional alrededor de un Agujero Negro de Schwarzschild, ya ha preguntado cómo calcular el desplazamiento al rojo de un objeto que cae en un agujero negro, pero la respuesta es un poco técnico. Para resumir, el corrimiento hacia el rojo está dada por:

$$ z = \frac{f-f_o}{f_o} = \frac{1}{\sqrt{1 - 2GM/c^2r}} - 1 $$

donde $r$ es la distancia desde el centro del agujero negro, $f$ es la frecuencia original y $f_o$ es la frecuencia observada. El horizonte de eventos es en $r = c^2/2GM$, y a esa distancia, el desplazamiento hacia el rojo va al infinito, es decir la frecuencia de la luz se vea cae a cero.

Así que la materia que cae en un agujero negro puede ser calentado por la fricción a medida que cae a través del disco de acreción, sin embargo, esto es sólo temporal y cuando alcanza el horizonte de evento, usted verá el desplazamiento al rojo de infra-roja, la radio y, finalmente, a la nada.

Answer 2

No todos los agujeros negros tienen grandes cantidades de materia infalante. Un cuasar es un ejemplo que sí lo hace, y parece extremadamente brillante para un observador externo, a menudo 100 veces más brillante que una galaxia entera.