¿Son las singularidades gravitacionales un pequeño volumen? ¿Está toda la masa del agujero negro concentrada en un punto adimensional? ¿Cómo puede existir algo si no tiene tamaño?

¿Son las singularidades gravitacionales un pequeño volumen? …

Cuando el radio / masa de un cuerpo cae por debajo de cierta cantidad, la ecuación de campo de la relatividad general de Einstein produce una solución que contiene una singularidad, lo que significa que todo el cuerpo está confinado a un punto geométrico.

Cuando una ecuación en física produce una singularidad, significa que se ha descuidado algún otro efecto. La ecuación GR de Einstein se creó originalmente para describir el Universo, y se ha confirmado experimentalmente a distancias de aproximadamente un metro, que es un rango enormemente amplio. Por lo tanto, cuando consideramos distancias submicroscópicas, no deberíamos sorprendernos demasiado si arroja una singularidad.

La ecuación GR de Einstein también produce un horizonte de eventos, que es una superficie que encierra la singularidad anterior, en la que un observador distante mide la tasa de paso del tiempo como cero. Dado que este horizonte de eventos generalmente tiene dimensiones astronómicas, probablemente esté modelado con precisión por la ecuación de Einstein. Pero dado que el tiempo se detiene allí, desde el punto de vista distante, ninguna información desde el horizonte de eventos puede llegar al observador distante. En consecuencia, nunca podemos descubrir experimentalmente qué existe realmente dentro del horizonte de eventos.

La mecánica cuántica nos dice que si un cuerpo está confinado a un volumen cero, entonces su momento promedio debe ser infinito. Eso implica energía cinética infinita. La ecuación GR de Einstein no tiene en cuenta la mecánica cuántica, por lo que ese es probablemente el efecto que de hecho impide que se forme la singularidad. Se han propuesto varias teorías de la gravedad cuántica, pero solo se pueden probar de acuerdo con el criterio de tener sentido matemático y ser coherentes con la relatividad general a escalas de tamaño apropiadas, no contra el experimento o la observación.

Todo lo cual equivale a una excusa elaborada para la respuesta: no lo sabemos.

Pues aquí está el problema. La singularidad se describe por la relatividad, que no tiene en cuenta la mecánica cuántica. De hecho, para la descripción relativista de una singularidad, es un punto adimensional. Sin embargo, la mecánica cuántica NO permite puntos adimensionales … El volumen que puede ocupar una singularidad tiene un área de sección transversal de una unidad de tabla, vista desde cualquier dirección.

¿Hay alguna manera de conciliar la relatividad general y la mecánica cuántica? En efecto. La más simple es la teoría de la perturbación. Pero eso implica infinitas constantes desconocidas. Como tal, solo puede usar la teoría de perturbación para describir una singularidad, después de haber medido una singularidad. Sin embargo, el horizonte de eventos nos impide realizar tal medición.

Hay propuestas que resolverían este problema. Por ejemplo, Quantum Loop Gravity proporciona todo lo que necesita para calcular exactamente cómo se ve una singularidad. Según Quantum Loop Gravity, la gravedad se convierte en una fuerza repulsiva a distancias muy pequeñas. Como tal, si Quantum Loop Gravity es correcta, no existen singularidades. Que yo sepa, no hay evidencia experimental de que Quantum Loop Gravity sea correcta, por lo que le dejaré a usted decidir cuánta importancia aplicar a esta predicción.

Por lo tanto, la respuesta es si existen singularidades, probablemente tengan un tamaño. Simplemente no sabemos cuál es ese tamaño.

Una singularidad es POR DEFINICIÓN cero en tamaño.

Si un agujero negro es realmente de tamaño cero es un tema de debate. Los infinitos siempre causan problemas en la física, y es posible que algún efecto de dilatación de tiempo extremo, o algún mecanismo cuántico evite que se convierta en una singularidad LITERAL, o simplemente en un tamaño muy pequeño.

El hecho es que la información en sí misma no puede escapar de un agujero negro, por lo que todo lo que podemos saber experimentalmente es su masa, su carga eléctrica y su rotación.

Ya se sabe si puede existir algo que tenga tamaño cero: ¡SÍ! – porque muchas partículas fundamentales tienen un tamaño cero … y seguramente existen.

Hay muchas ocasiones en los límites de la física donde las cosas no tienen sentido … en el sentido del “sentido común” de esa palabra. Evolucionamos para ser cazadores-recolectores usando rocas y palos afilados como herramientas, y no debería sorprendernos que para objetos más grandes que una montaña, más rápidos que un guepardo o más pequeños que un grano de arena, nuestro sentido innato de lo que es posible se vuelva algo desafiado

No es responsabilidad del universo tener sentido para los humanos.

Si la física y las matemáticas dicen que esto es lo que sucede, entonces eso es todo. El sentido común tiene que salir por la ventana.

P de VVV: “ ¿Son las singularidades gravitacionales un volumen pequeño? ¿Está toda la masa del agujero negro concentrada en un punto adimensional? ¿Cómo puede existir algo si no tiene tamaño? ”

No te tropieces con algo tan trivial. El punto de un campo gravitacional, un pozo gravitacional de relatividad, es un punto único, su punto central del campo de gravedad se explica:

Entonces, cuando algunos explican sobre la singularidad de un agujero negro, lo explican como un punto denso (de gravedad); pero puede garantizar la singularidad (mínima) de 3 masas solares como algunas dimensiones físicas en 3D. Las singularidades no son pequeñas, 3 masas solares a multimillonarios, son densas y pesadas. Considerable materia bariónica se ha agrupado de tal manera que colapsó en una materia bariónica muy densa y pesada, sin embargo, tiene 3 dimensiones a pesar de que no podemos verlo ‘LOGO está grabando la fusión de las singularidades de los agujeros negros.

Considere la diferencia de que la tierra es materia bariónica naturalmente existente y la materia naturalmente existente en un formato de agujero negro: tal vez como la consistencia del algodón de azúcar (tamaño de la tierra) aplastado en una bola de plomo (singularidad) del tamaño de una pelota de baloncesto, considerablemente más denso y ergo más pesado, más gravedad y un pozo de gravedad más profundo pero aún 3 dimensiones.

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Ref: Fundamento de Ξ Teoría

Antes de hablar sobre el volumen de una singularidad, necesitamos entender qué es realmente una singularidad, o qué no es.

¿Qué es una singularidad?

En los términos más simples, es una división entre cero. No tiene sentido. Las matemáticas nos dicen repetidamente que cualquier función tiene un Dominio. Un dominio es el conjunto legal de valores de entrada para una función. Ingresa cualquier otra cosa y la función puede dar una salida finita o infinita, pero no debes confiar en esa salida porque la entrada no era legal. Por ejemplo, 1 / x tiene un dominio de “todos los números excepto 0” (no entraré aquí en números reales vs. números complejos por razones de brevedad). Puede “elegir” usar x = 0 pero la función en sí no está definida en ese punto. Puedes decir que 1/0 debería ser infinito, ¿verdad? ¡No! No existe el infinito en el mundo real. Cuéntame sobre una sola cosa que te pareció infinita. No existe Una singularidad por definición es un punto donde una función se convierte en 1/0, o 0/0, en otras palabras, “No definido”. ¡Eso es! Por ejemplo, en nuestra función 1 / x, x = 0 es una singularidad. Pero no olvidemos que Mathematics nos advirtió que 0 no está en el dominio de la función, por lo que si elegimos ignorarlo y obtener respuestas basura, entonces no es culpa de Math. Cuando alguien habla de la singularidad existente en el mundo real, realmente deberías levantar la ceja.

Otro lugar donde puedes encontrar singularidad es en la ley de gravitación de Newton. Hay un término [matemático] 1 / r ^ 2 [/ matemático] en él, donde r es su distancia desde el centro de otro objeto, la Tierra, por ejemplo. ¿Qué sucede si la distancia se reduce a cero? ¡Infinito! ¿Crees que si cavas un agujero en el centro de la Tierra encontrarás allí una gravedad infinita? Si eso fuera cierto, la Tierra habría implosionado antes de que pudiera formarse. Cuando insertamos r = 0 en la fórmula de Newton, simplemente estamos usando la fórmula más allá de su dominio. Recibimos una respuesta basura, pero ¿debemos insistir en que en realidad es la respuesta correcta? Y esto ni siquiera es Relatividad General, es la simple y simple ley de gravitación de Newton, y tienes una singularidad. Tú entiendes.

Entonces, cuando los matemáticos usan el término Singularidad, o Polo, lo que dicen es que no sabemos qué sucede en este momento, ya que la fórmula actual no se aplica allí. Entonces, una definición simple de Singularidad es “un punto donde la fórmula / ecuación en cuestión no se aplica porque da respuestas sin sentido”. Las matemáticas son abstractas, por lo que pueden dejarlo así. Sin embargo, la física se trata de la realidad, por lo que realmente debería decir “La singularidad es un punto en el que mi fórmula no es legal, por lo que no sé qué sucede en este momento, y tal vez se aplique aquí una fórmula diferente que todavía no sé “. Pero lo que los físicos eligen hacer es conectar ese valor ilegal de todos modos y decirnos que Singularidad simplemente significa un punto de densidad infinita. Está tan mal como puedes conseguirlo. Tan equivocado como decir que la gravedad en el centro de la Tierra es infinita; mientras que en realidad es cero allí.

Singularidad en agujeros negros

Los físicos que usan la palabra Singularidad en su verdadero sentido, saben que una Singularidad en Realidad General es realmente un punto en el espacio- tiempo donde la ecuación no se aplica. Tiempo resaltado en la última línea porque al menos en el caso de los agujeros negros, la singularidad no está en el espacio sino en el eje del tiempo. Los diagramas curvos de espacio-tiempo con los que debe estar familiarizado en realidad están curvados principalmente a lo largo del eje del tiempo.

Entonces, cuando ingresas a un horizonte de eventos, lo que realmente sucede es que, en algún momento , la ciencia actualmente conocida de la Realidad General no se aplica. Las cosas que esperabas hasta ahora ya no se aplican. Tal vez el espacio-tiempo ya no se curva, tal vez algunas otras cosas que hemos aprendido de General Realtivity ya no funcionan. No, todo el asunto no adquiere densidad infinita de alguna manera. Esa sería una idea absurda, especialmente porque sabemos que hay otra ley que no creemos que haya alcanzado su límite (solo la Relatividad General alcanzó su límite) en el mismo punto y ese es el Principio de Exclusión de Pauli; que específicamente prohíbe exactamente eso tipo de cosa, densidad infinita! Una cosa está clara, simplemente no sabemos qué sucede exactamente en ese momento Pero tenga la seguridad de que no sucede nada extraño de densidad infinita en ese momento (y repito) dentro de un Agujero Negro.

R .: La forma geométrica precisa de las singularidades gravitacionales es física solo si la singularidad está “desnuda”, es decir, no está detrás de un horizonte de eventos. Ciertas propiedades topológicas ( homotopía , en un sentido bastante “geométrico grueso”) pueden tener propiedades observables. En otras palabras, un observador físico fuera del horizonte de eventos no puede extraer ninguna información desde dentro del horizonte de eventos, incluida la forma geométrica precisa de la singularidad.

¿Son las singularidades gravitacionales un pequeño volumen? ¿Está toda la masa del agujero negro concentrada en un punto adimensional?

El efecto termodinámico gravitacional o GTE es el indicado: es un efecto que tiene magnitud de acuerdo con la cantidad de masa intrínseca a los cuerpos que interactúan. Las singularidades gravitacionales tienen posición pero no magnitud, por lo que, como los agujeros negros, no existen.

Al intentar explicar los fenómenos observacionales de hecho con respecto a la velocidad de las estrellas del brazo espiral de nuestra galaxia, los agujeros negros y las singularidades son el resultado de la falta de conocimiento de la ciencia convencional sobre la gravedad o el GTE. El GTE tiene la capacidad de explicar en detalle la física existente en el volumen central galáctico, que ahora se cree que es el resultado de la presencia de un Agujero Negro.

La explicación física correcta de las condiciones en el volumen central galáctico requiere una explicación física que sea tan espectacular como un agujero negro, y se ajusta a la realidad física.

¿Cómo puede existir algo si no tiene tamaño?

El Op indica una creencia correcta con esta parte de la pregunta.

Mi libro de 170 páginas titulado “Naturaleza fundamental de la materia y los misterios asociados” proporciona ejemplos detallados de la física que explica lo anterior. Está disponible en http://Lulu.com

Presumiblemente hay algo de física de la gravedad cuántica, como la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de bucles, que impone un tamaño finito muy pequeño de una longitud de Planck [matemática] 10 {-33} [/ matemática] centímetros o más. Pero no tenemos una idea real de los detalles, ya que no tenemos información de observación para distinguir las alternativas.

mismo problema con los quarks y los electrones que se llaman partículas puntuales. Heisenberg y Planck ponen un límite a la pequeñez. Si está dentro de una distancia menor de 10 ^ -35 metros, es coincidente.

Si cree que las partículas son nudos atados en el espacio o penetraciones en otra dimensión, también puede salir del enigma de densidad infinita punto / partícula.

La razón por la cual las singularidades no existen se explica en esta publicación renovada.
Cargas gravitacionales y flujo por David Wrixon EurIng en gravedad cuántica explicada