Um buraco negro evaporaria através da radiação Hawking antes de cair no horizonte de eventos?

Demora uma quantidade infinita de tempo para que algo caia além do horizonte de eventos de um buraco negro da perspectiva de alguém fora do horizonte de eventos. Os buracos negros também evaporam após um período finito de tempo, do ponto de vista externo, devido à radiação Hawking.

Isso significa que você nunca alcançaria o horizonte de eventos se caísse em um buraco negro porque o buraco evaporaria?

black-hole hawking-radiation

— Thomas
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Só para esclarecer, se você caísse em um buraco negro, cairia e conheceria a singularidade muito antes de evaporar, o que acontece com a pessoa que cai e o que a pessoa que vê fora vê duas perspectivas muito diferentes do mesmo evento .

— userLTK

Como o userLTK indica, a "quantidade infinita de tempo para que algo caia além do horizonte de eventos" é apenas em relação a um observador observando um objeto cair. O objeto real que está fazendo o "cair" não passa por isso, então sua pergunta é discutível. Além disso, a lógica deve indicar que, se isso fosse verdade, nada poderia cair em um buraco negro e, portanto, nenhum buraco negro poderia se formar ou crescer.

— Zephyr

@zephyr Este é um ponto de grande confusão e ninguém sabe ao certo como resolvê-lo. Ainda não tem uma resposta completa.

— Sir Cumference

Possível duplicata do observador infalente nunca poderia cruzar o horizonte de eventos do buraco negro?

— peterh - Restabelece Monica 30/01

Votei para deixar esta questão em aberto - é a outra questão que deve ser encerrada como duplicada, pois partes dela foram copiadas diretamente desta.

— Chappo diz SE Dudded Monica

Respostas:

Eu fiz essa pergunta a alguns físicos alguns dias atrás. Grandes mentes pensam da mesma forma, não é?

Primeiro, lembre-se de que a radiação Hawking é apenas hipotética. É não teoria. Se confiarmos nessa hipótese, é isso que podemos obter.

Na relatividade geral, os buracos negros podem ser descritos através de várias aproximações. Por exemplo, a solução de Schwarzschild para um buraco negro descreve-o como um objeto eterno - não algo que existe por alguns momentos e não existe para outros. De acordo com essa solução, o horizonte de eventos sempre deve ter existido e deve permanecer existindo eternamente.

Os buracos negros de Schwarzschild se aproximam dos buracos negros com muita precisão, mas como você pode dizer, eles não conseguem explicar como um buraco negro pode se formar e (assumindo que a radiação de Hawking seja real) não explicam como alguém poderia eventualmente evaporar.

Obviamente, essa solução não vai nos ajudar. Continuei procurando por um que descreva com precisão um buraco negro que se evapora e pode ser criado, mas não encontrei nada. A conclusão a que cheguei, juntamente com as perguntas que fiz, é que nossa pergunta tem um grande problema: a radiação Hawking é explicada pela teoria quântica de campos.

Portanto, você não pode simplesmente usar uma solução de GR para um buraco negro; você precisaria de uma mistura profana de teoria quântica de campos e relatividade geral (lembre-se de que GR e QFT são incompatíveis em muitas situações).

No final, tudo se resume ao quão pouco sabemos realmente sobre os buracos negros. Não é realmente possível determinar qual solução é a melhor e nossa incapacidade de conciliar QFT com GR representa um grande problema. A melhor resposta que eu poderia dar é "ninguém sabe realmente o que aconteceria se você continuasse se aproximando de um buraco negro".

Não sabemos se atingiríamos o horizonte de eventos, não sabemos se o buraco negro irá evaporar. Simplesmente não os compreendemos o suficiente para saber qual solução funcionaria ou como colocaríamos o QFT nela. Se de alguma maneira conseguirmos encontrar uma aproximação que combine adequadamente GR e QFT, presumo (mas não me cite nisso) que a situação que você descreveu seria possível.

Se é possível, a propósito, poderíamos dizer com confiança que um buraco negro de qualquer tamanho pode rasgá-lo através das forças da maré. As forças da maré se tornam mais fracas à medida que o tamanho do buraco negro aumenta, de modo que se supõe que um buraco negro grande o suficiente não o rasgue.

No entanto, se levarmos em consideração a radiação de Hawking e se o cenário proposto estiver realmente correto, o buraco negro diminuirá à medida que se evapora. Como ficaria menor a um ritmo mais rápido à medida que nos aproximamos do horizonte de eventos, logo seria pequeno o suficiente para nos separar.

— Sir Cumference
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Então, assumindo (suposição BIG) que tudo isso funciona dessa maneira e que de alguma forma podemos sobreviver às forças da maré, testemunharíamos o horizonte de eventos constantemente se afastando de nós quando nos aproximamos até que ele desapareça completamente? E então, naquele momento, perceberíamos que, nos poucos momentos necessários (da nossa perspectiva) para o buraco negro desaparecer, o resto do Universo envelheceu bilhões de anos?

— named2voyage

@ Call2voyage suponho? Deus sabe o que realmente aconteceria, mas minha suposição é sim. Mas mesmo que você tenha sobrevivido à força cada vez maior das forças das marés, teria de lidar com o calor extremo do disco de acreção e com os campos magnéticos incrivelmente fortes.

— Sir Cumference

Eu pergunto porque essa solução parece muito com um buraco de minhoca unidirecional para o futuro.

— named2voyage

@ calls2voyage É assim que a dilatação do tempo atua. Seria o mesmo se você continuasse se aproximando da velocidade da luz - seu tempo progrediria mais lentamente em relação ao resto do Universo, e o tempo do Universo progrediria mais rápido em relação a você. Um buraco negro não possui habilidades mágicas de viagem no tempo, apenas usa dilatação gravitacional do tempo. Todos os objetos com gravidade aplicam a dilatação do tempo gravitacional, mas os buracos negros continuarão dilatando seu tempo até o infinito à medida que você se aproxima dos horizontes dos eventos.

— Sir Cumference

Certo, mas neste caso você nunca cruza o horizonte, você acaba no futuro.

— named2voyage

Existe uma FAQ existente para este tipo de perguntas:

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/fall_in.html

Para esta pergunta em particular, a resposta é não.

— Douglas
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Como foi mencionado em um comentário do @zephyr, a questão do tempo infinito é na verdade um problema.

À medida que você se aproxima de um buraco negro, o parente tempo para o seu ponto de vista não muda da mesma maneira que em um quadro de referência diferente.

Olhando para a sua própria situação, tudo aconteceria em "tempo real", no entanto, tudo o que seria observado sobre você e sua situação levaria "e uma quantidade infinita de segundos para que um segundo passasse".

Essa também é uma questão contestada , porque houve medições e possivelmente observações (eu precisaria verificar isso) de estrelas "caindo" em buracos negros. Portanto, o tempo infinito da perspectiva de observadores externos também não é possível.

Em suma, a melhor maneira de responder sua pergunta sem entrar muito na teoria, na hipotética ou na ciência louca é simplesmente declarar: Não, isso não significa isso.

— LaserYeti
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Se observamos uma estrela caindo em um buraco negro (eu mesmo teria que verificar isso), isso não significa que observamos a estrela atingindo o horizonte de eventos. Podemos ver a estrela sendo despedaçada. Parece aproximar-se arbitrariamente do horizonte de eventos, a ponto de parecer desaparecer, sem atingir o horizonte de eventos a partir de um quadro de referência externo. Toda a massa / energia de qualquer coisa que caia no buraco negro poderia parecer "suspensa" logo acima do horizonte de eventos, com sua velocidade aparente aproximando-se assintoticamente de zero. (Ou eu estou errado.)

— Keith Thompson