Escapando de um buraco negro

Costumo ouvir que nada pode escapar de um buraco negro porque sua "velocidade de escape" é maior que c . Se isso for preciso, o que dizer do seguinte. Eu sei que o seguinte tem muitas suposições impossíveis, mas estou tentando entender se a explicação da velocidade de escape faz sentido.

Suponha que você tenha algum tipo de nave espacial que esteja dentro do horizonte de eventos e que não tenha sido destruída pela gravidade ou pelas forças da maré. Suponha também que você tenha muita massa de reação e uma fonte de alimentação fantástica.

Poderia esta nave espacial, através da aplicação de força constante suficiente, escapar do horizonte de eventos?

black-hole

— Mitchell Kaplan
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Respostas:

Uma das maneiras mais claras de ver o que está acontecendo é observar o diagrama de Penrose de um buraco negro de Schwarzschild. Um diagrama de Penrose é como um mapa do espaço-tempo desenhado de maneira a preservar ângulos e colocar os raios de luz na diagonal a formando os cones de luz. $45^\circ$

Como mapeamos todo um espaço infinito (tempo) em um desenho finito, as distâncias são necessariamente distorcidas, mas esse é um preço pequeno a pagar.

Diagrama causal de Schwarzschild, original por Andrew Hamilton

O tempo passa no diagrama e uma trajetória típica e infalível está em azul.

$45^\circ$

Esta imagem em particular veio do Prof. Andrew Hamilton . Observe que ele representa um buraco negro eterno de Schwarzschild, ou seja, um que sempre existiu e existirá. Um buraco negro real é formado por um colapso estelar e eventualmente evapora, portanto seu diagrama será um pouco diferente (em particular, não haverá "antihorizon"). No entanto, em todos os aspectos relevantes aqui, é a mesma situação.

— Stan Liou
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Você poderia explicar como é "a mesma situação", apesar do buraco negro finalmente ter evaporado, dado que a singularidade em si parece realmente residir um tempo infinito no futuro, de acordo com o diagrama? (ou pelo menos de acordo com uma interpretação compreensível, embora potencialmente ingênua, do diagrama)

— mtraceur em 29/01

Esta é mais uma questão de física do que astronomia, mas, no entanto, pense dessa maneira (a maior parte do que digo exige verificação, pois não estou qualificado para fornecer uma resposta 100% correta nos detalhes): A luz não pode escapar de uma buraco negro e nenhum sistema de propulsão pode acelerar um objeto à velocidade da luz. Quanto mais rápido você avança, mais pesa, mais força você precisa para manter a aceleração, mais energia você gasta ao longo do tempo. Se desenhado em um gráfico, a energia necessária para aumentar a velocidade em dX quando na velocidade X, o gráfico tem uma assíntota na velocidade da luz. Significando que não o alcançará, não importa quanta energia seja inserida.

Dê uma olhada no LHC, onde os hádrons são acelerados a tal ponto quando sua velocidade não é mais medida, porque dificilmente muda, mas a energia das partículas, que aumenta muito quando se aproxima a velocidade da luz. Isso lhe dará uma perspectiva sobre o quão inacessível é.

Portanto, se você não pode acelerar para a velocidade da luz, então, como a luz, fica preso dentro do horizonte de eventos.

Além disso, AFAIK, a luz não sai não porque os fótons têm peso, mas porque o tempo para. Então a luz não viaja, nada acontece porque não há tempo.

Mais uma vez, não estou qualificado. Eu só gosto de ler sobre essas coisas.

— AlexanderMP
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Minha pergunta gira em torno do meu entendimento de que uma velocidade de escape é uma velocidade inicial, que sem nenhuma aceleração adicional é suficiente para escapar da atração gravitacional de um planeta. Assim, por exemplo, se tivéssemos uma fonte de energia e uma massa de reação suficientemente boas, poderíamos ficar arbitrariamente longe da Terra, enquanto nos movíamos a uma velocidade lenta constante. Do mesmo modo, isso poderia funcionar com um buraco negro, ou há algo na curvatura do espaço que impossibilita a fuga.

— Mitchell Kaplan

Como expliquei, você não pode nem alcançar a velocidade da luz, e nem mesmo a luz pode escapar. Não há nada que você possa alcançar para alcançar a velocidade da luz. Você precisa de uma quantidade infinita de energia para fazer isso, o que significa em outras palavras que é impossível. Além disso, o movimento é descrito como uma mudança de posição em um limite de tempo e é definido pela velocidade (t ^ -1), aceleração (t ^ -2) e equações de nível mais alto (t ^ -n), todas dependentes de tempo (t). Muito além do horizonte de eventos, não há tempo; portanto, "movimento" não faz sentido como conceito.

— perfil

Hmm, os fótons seguem a geodésica nula do espaço-tempo. Por que você diz que o tempo pára? Além disso, o que você quer dizer com isso? Você quer dizer o tempo visto por um observador fora do horizonte de eventos ou o tempo local das coordenadas de alguém que caiu. Acho que parte da sua resposta deve ser omitida.

— Astromax

Não há muito que seja relevante para a questão aqui. Buracos negros são um fenômeno relativístico geral.

— Rob Jeffries

-4

Embora eu concorde parcialmente com o @Alexander, aqui estão mais algumas coisas.

De acordo com a teoria da relatividade especial de Einstein , as partículas não podem viajar na velocidade da luz (c). Seria necessário energia infinita, como declarado acima. No entanto, a teoria especial da relatividade afirma que um objeto pode viajar mais devagar ou mais rápido que a velocidade da luz, mas não na velocidade de c. Podemos nos referir aos objetos que viajam mais rápido que a velocidade da luz como taquiões . Existem objetos celestes que são acelerados mais rapidamente que a velocidade da luz.

Uma coisa comum que todo mundo diz é que nada pode escapar de um buraco negro. Mas está totalmente errado . Os buracos negros emitem partículas e radiação chamadas radiação Hawking . Até Stephen Hawking mudou de idéia sobre os buracos negros, pois o conceito geral de que os buracos negros absorvem tudo pode ser refutado pelas teorias da mecânica quântica.

Então, se existe a possibilidade de escaparmos de um buraco negro.

No CERN, os relatórios dizem que as partículas subatômicas fantasmagóricas chamadas neutrinos foram observadas para viajar mais rápido que a luz. Pesquisas ainda estão tentando confirmar isso.

Também existe outra teoria possível em torno da comunidade científica: o conceito de buracos de minhoca. Se um navio estava tentando escapar de um buraco negro, abrir um buraco de minhoca para escapar do buraco negro e chegar a outro ponto é uma teoria proposta.

Também existem pesquisas que dizem que os objetos são emanados do buraco negro .

— Mahe
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Eu acho que eles descobriram um erro experimental no CERN, algo sobre o tempo dos 2 relógios. Portanto, eles não pensam mais que os neutrinos possam ter viajado mais rápido que a luz. Eu acho que as coisas que emanam dos buracos negros são 1/2 dos pares de partículas virtuais que aparecem espontaneamente no espaço vazio, quando um par específico aparece logo fora do horizonte de eventos. Gostaria de saber se você precisa se mover em qualquer lugar perto de c para escapar de um buraco negro, desde que você possa aplicar aceleração contínua. O comentário de @ AlexanderMP sobre "tempo" pode ser minha resposta. Mas também me pergunto sobre a curvatura.

— Mitchell Kaplan

Embora os neutrinos tenham se mostrado errados, o conceito de taquião ainda existe. Uma coisa é certa: não existe nenhum elemento na Terra para construir uma nave que possa escapar de um buraco negro, mesmo se formos capazes de aproveitar a energia para fazê-lo. @MitchellKaplan Os resultados finais foram de que a velocidade dos neutrinos era igual à luz . A margem de erro foi de 15ns.

— Mahe

Seu comentário sobre nada escapando de um buraco negro também é equivocado - veja a resposta de @ Dilaton a ele. Dizem que os buracos negros evaporam, mas isso não significa que as coisas que estavam entrando agora estão surgindo (veja Radiação Hawking - en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation ).

— Astromax

Há tanta coisa errada na resposta que eu nem sei por onde começar. Por favor, não especule, isso é ciência, não é um jogo de adivinhação para leigos.

— Florin Andrei 20/06

O artigo da TIME também é completamente inútil. A questão original estava relacionada a escapar de dentro do buraco negro, não de fora. E o erro em relação à radiação Hawking. . . oy.

— HDE 226868