Como usted citó mi respuesta sobre la inexistencia de singularidades de agujeros negros, supondré que usted quiso que respondiera.
La respuesta de Edward Cherlin a ¿Puede un agujero negro realmente tener cero volumen?
Podemos suponer que un agujero negro aislado que recibe poca materia o energía del exterior se relaja a un estado de máxima entropía con bastante rapidez, en el que cualquier cambio de energías de partículas o tipos de partículas se equilibra con cambios iguales y opuestos. Entonces los fotones asumen un espectro de cuerpo negro, y cada uno de los otros tipos de bosones presentes forma un condensado de Bose-Einstein. Más allá de eso, es imposible decirlo. Ciertamente, el núcleo de un agujero negro no puede enfriarse de ninguna manera normal (radiación, conducción, convección). La radiación de Hawking podría reducir la energía total de un agujero negro y aumentar su temperatura superficial aparente, pero no reducir la energía promedio de las partículas en el interior.
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En materia de enfriamiento, las partículas van al estado de energía más bajo disponible. Eso no puede suceder dentro de un agujero negro. Por lo tanto, no podemos esperar que solo haya los bosones de menor masa y menor energía.
Podemos comparar esto con un plasma. El estado unido de los electrones en los orbitales atómicos tiene una energía menor que el estado ionizado, pero por encima de cierta temperatura, los electrones son eliminados de esos orbitales, con un aumento de la ionización a temperaturas más altas. Luego, a temperaturas mucho más altas, obtenemos fusión atómica, y a temperaturas mucho más altas aún la inestabilidad de producción de pares de electrones-positrones.
La temperatura que se espera de varias masas estelares que caen en un espacio más pequeño que un átomo, a grandes fracciones de la velocidad de la luz, está más allá de nuestra capacidad de cálculo. Sabemos cuál debería ser la energía de caer desde el horizonte de eventos a las afueras del núcleo, pero entonces no sabemos en qué se convierte la distribución de masa. No sabemos cuántas partículas obtenemos, por lo que no podemos decir cuál debería ser la energía promedio por partícula, solo que es más grande que cualquier otra cosa que no sea el Big Bang, donde podemos hablar sobre el período en que es [matemáticas] 10 ^ 32 K [/ matemáticas].
No tenemos idea de qué tipos de bosones predominarían dentro de un agujero negro. Sabemos que habría muchos fotones (portadores de fuerza electromagnética), bien arriba en la parte del espectro de rayos gamma, donde los fotones pueden producir pares de partículas materia-antimateria. Como entendemos el asunto hasta ahora, los fotones tendrían un espectro de cuerpo negro a una temperatura muy alta.
También podría haber
- gluones (portadores de fuerza fuerte)
- Bosones W y Z (portadores de fuerza débil)
- Bosones de Higgs (responsables de masas de partículas)
Y tal vez los gravitones, si existen, u otros de los que actualmente no sabemos nada. Ha habido propuestas para bosones X, bosones Y, bosones W ‘y bosones Z’, pero no se han observado.
Los bosones compuestos como los mesones (estados unidos de quark-antiquark) existen en condiciones familiares, pero parece poco probable que puedan existir en un agujero negro en cualquier cantidad. Ciertamente no los compuestos de fermiones, como lo son los mesones.
Por supuesto, cualquier tipo de partícula virtual podría existir temporalmente, a través de un túnel cuántico desde el núcleo a cualquier lugar dentro del horizonte de eventos antes de retroceder, y de manera similar para la radiación de Hawking, donde se escapa una partícula de un par de partículas virtuales.
Ninguno de los bosones conocidos es estable en materia ordinaria. Los fotones están en el espacio libre, pero no a las altas energías de los núcleos de los agujeros negros, y la materia cae a una gran fracción de la velocidad de la luz. Quizás algún bosón podría ser estable bajo una presión y temperatura súper altas, y formarse preferentemente a partir de los demás. No lo sabemos
La mejor conjetura que puedo hacer es que habría una mezcla de bosones de varios tipos en una amplia gama de energías, cada una con una energía lo suficientemente alta como para convertirse en otra en cualquier momento. Los que tienen la energía más alta y la longitud de onda más corta podrían limitarse más estrechamente en el centro, y otros tendrían que limitarse en espacios más grandes. Este es el mismo principio que permite que los electrones de baja masa tengan orbitales grandes en relación con los protones y neutrones más masivos y más estrechamente confinados en un núcleo atómico.
Entonces, no hay muchas respuestas, pero muchas preguntas fascinantes.
