Qué es el "Horizonte de sucesos" de un agujero negro

Question

¿Puede alguien explicar qué es el horizonte de sucesos de un agujero negro es? Quiero decir, ¿es la superficie real del agujero negro o es el punto de no retorno donde la luz ya no puede escapar?

Answer 1

En realidad, hay varios tipos de horizontes de agujeros negros con diferentes definiciones, cada uno de los cuales se denomina a veces horizonte de sucesos. Pero el que los científicos suelen referirse cuando usan esta frase se llama más precisamente "horizonte absoluto". Página de Wikipedia es preciso, pero no muy completo. También hay una buena visión de conjunto dada por la introducción a este documento .

En términos sencillos, el horizonte absoluto se define como el límite de la región de la que la luz nunca podrá escapar. Así que, en particular, si se piensa en un agujero negro como si fuera una especie de pelota, el horizonte es sólo la superficie de esa pelota. En la superficie y dentro de ella, nada puede escapar. Justo fuera de la superficie, un rayo de luz apuntando perfectamente hacia fuera podría apenas escapar. Así que no hay un solo "punto de no retorno", sino muchos. Esos puntos de no retorno forman en realidad una superficie que rodea por completo al agujero negro, y definen el límite de éste.

Esta es una definición un poco extraña, porque técnicamente, no se puede saber si algo va a escapar a menos que se conozca todo el futuro historia del universo. (Aunque a veces se puede saber cuando algo definitivamente no lo hará escapar, no se puede saber si algo que parece que apenas va a escapar realmente lo hará o no. Y con algunas suposiciones razonables, hay algunas teoremas útiles .) La mayoría de las ideas de la física se definen en un instante concreto del tiempo, o tal vez en un corto periodo de tiempo, por lo que este tipo de definición es bastante inusual. Pero lo más sorprendente es que ni siquiera podemos saber si estamos dentro de un horizonte de sucesos en este momento, porque no sabemos qué pasará en el futuro. Tal vez algo se estrelle inevitablemente contra nosotros y forme un agujero negro con nosotros dentro; simplemente no lo sabemos.

Hay otros tipos de horizontes relevantes para los agujeros negros, pero las distinciones son un poco más sutiles, y probablemente sea mejor que te hagas a la idea del horizonte absoluto primero. Pero si te interesan esos otros, no dudes en pedir una aclaración más específica, quizá después de mirar los otros enlaces de la página de Wikipedia.

Answer 2

El espacio-tiempo está hecho de eventos. Un acontecimiento significa simplemente un momento en el tiempo más un punto en el espacio. Los sucesos pueden causar otros sucesos, por ejemplo, si una nave espacial vuela desde el suceso A hasta el suceso B, o si una señal de radio viaja de A a B. También es posible que haya sucesos que no puedan relacionarse causalmente, por ejemplo, si B está a 10 años luz de A y 5 años en el futuro de A, entonces A no puede causar B.

Cuando se tiene un agujero negro, un suceso A cercano al centro del agujero negro puede estar causalmente desconectado de cualquier suceso lejano B, incluso si situamos B muy lejos en el futuro (técnicamente, en el infinito nulo, que es una especie de lugar idealizado, infinitamente lejano e infinitamente en el futuro, al que normalmente se espera que pueda llegar un rayo de luz). El agujero negro tiene una región cercana que es el conjunto de todos los sucesos como A. Esta región tiene un límite, llamado horizonte de sucesos del agujero negro, y un agujero negro se define de hecho como el tipo de objeto que tiene este tipo de horizonte. Existen otros tipos de horizontes de sucesos, como los horizontes cosmológicos o el horizonte de un observador acelerado.

El horizonte de sucesos no es una superficie física real. Si cayeras a través de él, no sentirías nada especial. Sí, básicamente puede interpretarse como el punto de no retorno del que la luz no puede escapar -- pero (a) no es sólo la luz, son todas las relaciones causales, y (b) el punto relevante es que no puede escapar a infinito .

WP dice:

el punto en el que la atracción gravitatoria es tan grande que hace imposible la huida.

Esto no es exacto. Da la impresión de que el horizonte de sucesos se define por la fuerza de un campo gravitatorio, cuando en realidad el campo puede tener cualquier fuerza en el horizonte de sucesos, dependiendo del tamaño del agujero negro.

Answer 3

¿Puede alguien explicar qué es el horizonte de sucesos de un agujero negro?

Muchos ya lo han hecho.

Desde horizonte de sucesos (agujero negro) -- Enciclopedia Británica enlace.

Dado que el horizonte de sucesos no es una superficie material, sino simplemente una límite de demarcación definido matemáticamente, nada impide que la materia o la radiación entren en un agujero negro, sino que salgan de él.