¿Qué es una singularidad de agujero negro?

Una singularidad gravitacional o singularidad espacio-temporal es una ubicación donde las cantidades que se utilizan para medir el campo gravitacional se vuelven infinitas de una manera que no depende del sistema de coordenadas.

Estas cantidades son las curvaturas escalares invariantes del espacio-tiempo, que incluyen una medida de la densidad de la materia. Para probar los teoremas de singularidad de Penrose-Hawking, un espacio-tiempo con una singularidad se define como aquel que contiene geodésicas que no pueden extenderse de manera uniforme. El final de tal geodésica se considera la singularidad. Esta es una definición diferente, útil para probar teoremas. Los dos tipos más importantes de singularidades espacio-temporales son las singularidades de curvatura y las singularidades cónicas. Las singularidades también se pueden dividir según estén cubiertas por un horizonte de eventos o no (singularidades desnudas). Según la relatividad general, el estado inicial del universo, al comienzo del Big Bang, era una singularidad. Tanto la relatividad general como la mecánica cuántica se descomponen al describir el Big Bang.

“Definición de singularidad, un punto o región de densidad de masa infinita en el que el espacio y el tiempo se distorsionan infinitamente por las fuerzas gravitacionales y que se considera el estado final de la materia que cae en un agujero negro”.

“No es cierto decir que todas las leyes de la física se rompen en una singularidad. Sin embargo, puede imaginar los problemas: ¿cómo interpretamos una masa infinita o energía infinita o fuerza infinita? Por lo general, suponemos que hay un nuevo conjunto de leyes o una nueva forma de ver el problema que hace que la aparente singularidad desaparezca ”.

Una nueva definición de singularidad.

Según la relatividad general, el estado inicial del universo, al comienzo del Big Bang, era una singularidad. Tanto la relatividad general como la mecánica cuántica se descomponen al describir el Big Bang. Mi pregunta es, si el universo se derrumba, ¿alcanzará una densidad infinita y un volumen cero? ¿O hay una fuerza que lo contrarreste?

En 1917, Einstein asumió: “el universo en su conjunto es estático, es decir, sus propiedades a gran escala no varían con el tiempo”.

En 1922, Friedmann demostró que existen soluciones en expansión que no tienen límites con la geometría hiperbólica. Las ecuaciones diferenciales que derivó fueron

Después de los descubrimientos del Hubble sobre la expansión del universo, la ecuación de Friedmann fue la siguiente:

En otras palabras, Friedmann planteó la posibilidad de un universo dinámico, que cambia de tamaño con el tiempo. De hecho, Friedmann introdujo la expresión “universo en expansión”.

En la década de 1990, las observaciones experimentales mostraron que la expansión del universo se está acelerando y que la energía oscura tiende a acelerar la expansión del universo.

De acuerdo con la teoría estándar del Big Bang, nuestro universo surgió como “singularidad”. ¿Qué es una “singularidad” y de dónde viene? Bueno, para ser sincero, no estamos seguros. Las singularidades son zonas que desafían nuestra comprensión actual de la física. Se cree que existen en el núcleo de los “agujeros negros”. Se cree que la presión es tan intensa que la materia finita se convierte en una densidad infinita (un concepto matemático que realmente aturde la mente). Estas zonas de densidad infinita se llaman ” singularidades ”. Se cree que nuestro universo comenzó como algo infinitesimalmente pequeño, infinitamente caliente, infinitamente denso, una singularidad. ¿De dónde vino? No lo sabemos ¿Por qué apareció? No lo sabemos

Para responder estas preguntas, pasemos por el agujero negro y lleguemos a la formación del agujero negro absoluto especificando los límites de la segunda ley de Newton y la ley de gravitación, luego la singularidad se explicará en la explosión de un agujero negro absoluto. De acuerdo con este enfoque en el estado de singularidad es: el volumen no será cero, la densidad será limitada.

Esta es solo una definición simple e intuitiva de un agujero negro absoluto, pero debemos definir un agujero negro absoluto utilizando los conceptos científicos y las ecuaciones cosmológicas y analizando sus resultados. Según la teoría CPH, la energía (también todas las partículas subatómicas) está formada por energía sub cuántica (SQE). La cantidad de velocidad V (SQE) de SQE es constante, pero las cantidades de velocidad de transmisión V (SQET) y velocidad de no transmisión V (SQES) no son constantes, al disminuir la cantidad de velocidad de transmisión de V (SQET) se agrega a la cantidad de velocidad de no transmisión V (SQES) y viceversa. Cada uno de estos valores es máximo cuando otro valor es cero dado por:

Por lo tanto, de acuerdo con la dirección de la fuerza externa que se vio afectada en una partícula / objeto, la velocidad total de las velocidades de no transmisión se convierte a las velocidades de transmisión o al inverso.

Ahora podemos definir un agujero negro absoluto. Pero antes de las explicaciones, es necesario definir dos términos de divergencia sub cuántica y convergencia sub cuántica;

1- Divergencia sub cuántica: Si una partícula / objeto cae en la gravedad hacia un cuerpo masivo, y la velocidad lineal de sus (SQEs) será V (SQET), decimos que el objeto tiene divergencia sub cuántica (Figura).

2- Convergencia sub cuántica: si las velocidades totales de transmisión de las SQE de una partícula / objeto van a cero, decimos que el objeto tiene convergencia sub cuántica (Figura). Entonces;

Divergencia y convergencia subcuántica

Definición de un agujero negro absoluto: Si una partícula / objeto cae en el agujero negro absoluto, estará involucrado en una divergencia sub cuántica antes de llegar a la superficie del agujero negro absoluto.

Considere el agujero negro absoluto tragando más materia; su masa y, por lo tanto, su intensidad de campo gravitacional aumentará. Al aumentar la masa, el volumen se reduce, sus SQEs constituyentes está condensado y su espacio de transición será limitado.

Definición de singularidad: Un agujero negro absoluto con una densidad muy alta en dos condiciones seguidas alcanza el estado de singularidad:

1) Sus SQEs constituyentes alcanzar el estado de convergencia sub cuántica. Entonces, la velocidad lineal de todo en la superficie del agujero negro absoluto va a cero,

2) Debido a la presión gravitacional, la distancia promedio entre SQEs de un agujero negro absoluto va a cero.

Están dispersos y estas dispersiones en cadena se extienden por todas partes dentro del agujero negro absoluto y, por lo tanto, se produce la singularidad. La densidad es muy alta en el estado de singularidad, pero no infinita. Además, el volumen no llega a cero, pero el promedio de la distancia entre los SQE llega a cero. Las descripciones anteriores pueden explicar fácilmente cómo contrarrestar la segunda ley y la gravedad de Newton.

Dados los temas anteriores, existen tres limitaciones básicas: velocidad de transmisión, velocidad de no transmisión y densidad, que son la razón de la creación del universo observable y todos los fenómenos físicos que existen en él.

Ahora, al usar la ecuación de Friedmann, se revisará el Big Bang.

El lado derecho de la ecuación de Friedman, ha dado espacio-tiempo real y se usa para después del Big Bang, porque k determinó las propiedades geométricas del espacio-tiempo yc es la velocidad de la luz en el vacío es constante, pero dado que el La velocidad de la luz no es constante en el campo gravitacional y es cero para la superficie y dentro de un agujero negro absoluto. Entonces, si queremos resolver la ecuación de Friedmann para el agujero negro absoluto, debemos considerar la velocidad de la luz a cero y la ecuación se convierte en la siguiente:

Suponiendo que R no es cero (lo cual es una suposición razonable porque la noción de que, si el universo colapsa, no desaparecerá el volumen y no es razonable que el universo se haya creado de la nada). Tomamos la raíz cuadrada de la ecuación anterior, por lo que tenemos:

Para t = 0 se obtiene el radio inicial del universo (en el momento del Big Bang).

La ecuación anterior es una función exponencial que se muestra en los primeros momentos después de la explosión, la expansión del universo fue muy rápida. Además, debido a la gran explosión, la segunda ley de Newton contrasta con la ley de la ley gravitacional, en esta confrontación, la segunda ley de Newton y la ley gravitacional universal se neutralizan. En los primeros momentos después del Big Bang, el límite de velocidad no era la velocidad de la luz c , porque los SQE chocan entre sí, todo, incluso los fotones se descompusieron y el límite de velocidad podría tener uno de los dos valores de velocidad SQE V (SQE). Entonces, podemos escribir:

La mecánica clásica y la relatividad (especial y general) describen que la aceleración es una explicación del exterior de los fenómenos, independientemente de las propiedades de las escalas sub cuánticas. Cabe señalar que la interacción entre objetos grandes (por ejemplo, colisión de dos cuerpos) bajo la acción de la capa cuántica (de hecho, la capa sub cuántica) realizada. En el nivel sub cuántico, la cantidad de velocidad es constante, en cualquier condición y en cualquier espacio, y en cualquier interacción, el momento lineal cambia a un momento no lineal y viceversa. Según SQE , podemos mostrar que no hay un volumen cero con densidad infinita en singularidad también antes del Big Bang.

Lee mas:

https://www.quora.com/If-a-singularity-inside-a-black-hole-is-infinitely-dense-it-must-have-infinite-gravity-So-theoretically-could-time-reverse- sí mismo / respuesta / Hossein-Javadi-1? srid = F7rA

https://www.quora.com/What-exactly-is-the-singularity-in-physics/answer/Hossein-Javadi-1?srid=F7rA

https://www.quora.com/Where-did-the-energy-for-the-big-bang-come-from/answer/Hossein-Javadi-1?srid=F7rA

Código para “no tenemos idea”. Es cierto. Esta es la razón por.

1. Nuestra física actual se desmorona, es decir, la mecánica cuántica y la relatividad general, ambas son teorías que tienen mucho que predecir y decirnos sobre los agujeros negros, no “funcionan”, cuando se trata de describir una singularidad. El subtema principal es que QM y GR no se pueden unir matemáticamente en una teoría global del mundo cuántico y el mundo cósmico (la idea de un agujero negro en primer lugar fue una de las soluciones a la relatividad general que un físico, no Einstein mismo, descubrió. Le escribió a Einstein, y Einstein dijo absolutamente, sí, tiene razón, nunca pensé en eso … Le dio su sello de aprobación, por así decirlo. El físico que utilizó la relatividad general y descubrió que ¡había predicho algo nuevo, creo! (¡mira en google!) se llamaba (apellido) Bose. Sin embargo, Shwartzchild es otra persona que también está involucrada, ya que una estrella debe tener un “radio shwartzchild” para ser lo suficientemente grande como para, cuando se queda sin combustible nuclear y se convierte en supernovas, aplasta en un agujero negro. La estrella de menor tamaño que tiene la posibilidad de convertirse en un agujero negro (suficiente masa) es una aproximadamente 1,4 veces el tamaño de nuestro sol.
2. Dado que lo que sea que esté dentro del “horizonte de eventos” (el punto de no retorno para cualquier cosa que se acerque a un agujero negro; por el desagüe, todo irá si pasa esto) … lo que está oculto en el horizonte de sucesos, es desconocido y probablemente incognoscible. Ahora, a menudo las personas dirán la palabra ‘singularidad’ y pensarán que se están refiriendo a un objeto real unidimensional; esa es la definición oficial de una singularidad en física, más o menos. Piénselo: ¡una singularidad, algo (posiblemente 0) 1 dimensional no puede existir! Es una palabra “suplente” que espera una explicación futura.
3. John Wheeler tenía una verdadera habilidad para las palabras. ¡Él fue quien nombró el concepto de un agujero negro, “agujero negro”! También llamó “espuma cuántica” y algunos otros procesos de física exóticos. ¡Mira su biografía! John Archibald Wheeler – Wikipedia
4. Lo que llamamos un agujero negro puede ser algo completamente diferente. Nuestra física puede estar totalmente equivocada acerca de ellos. Otros candidatos para lo que está oculto por el horizonte de eventos son las estrellas de Gravitón y las estrellas de neutrones. Sabemos que existen estrellas de neutrones, pero no creemos que puedan crear un horizonte de eventos. Podemos verlos, no están envueltos. Pero las estrellas de gravitones (o solo los gravitones, pero eso lo confunde con las partículas subatómicas hipotéticas que llevan la fuerza gravitacional) también pueden estar allí. Comprueba la teoría en WikiP.

En total, entonces, una singularidad es una imposibilidad en el mundo físico. Es una idea en nuestras cabezas (como infinitos innumerables (aleph 1, ver Cantor). ¡Es genial que nuestras mentes puedan pensar ideas de cosas que nunca pueden existir realmente!

Una “singularidad de agujero negro” es, al igual que la “singularidad del Big Bang”, simplemente un eufemismo para “nosotros (la ciencia) no tenemos idea de lo que podría estar pasando” … Por lo general, el resultado de la división por cero al calcular la densidad de BH ρ como masa m dividida por su volumen V , cuando el radio r de BH (o del universo) es cero: densidad ρ = m / V , que cuando V = 0 es un error , una operación matemática indefinida .

No es , como dice el folklore común, igual “densidad infinita” o “temperatura infinita”, por una razón muy simple: infinito no es un número .

Hay muchas definiciones diferentes del término singularidad , lo que no ayuda a aclarar la confusión (las matemáticas , la geometría y el análisis complejo juntos ofrecen diez definiciones diferentes del término). En las ciencias naturales hay al menos seis , según Wikipedia (artículo Singularity ):

Ciencias Naturales

• Singularidad gravitacional , una región en el espacio-tiempo en la que las fuerzas gravitacionales de las mareas se vuelven infinitas. Singularidad inicial , la singularidad gravitacional de la densidad infinita antes de las fluctuaciones cuánticas que causaron el Big Bang y la inflación posterior que creó el Universo.
• Singularidad mecánica , una posición o configuración de un mecanismo o una máquina donde el comportamiento posterior no se puede predecir
• Teoremas de singularidad de Penrose-Hawking , teoremas en la teoría de la relatividad general sobre cuándo la gravitación produce singularidades como los agujeros negros
• La singularidad de Prandtl-Glauert , el punto en el que se produce una caída repentina de la presión del aire.
• Singularidad (clima) , un fenómeno meteorológico asociado con una fecha específica del calendario.
• Van Hove singularidad en la densidad de estados de un material

En esa primera viñeta, sobre el “agujero negro” y las singularidades “iniciales”, que es la única definición que concierne a la pregunta, Wikipedia hace un gran daño a la web al difundir deliberadamente varias falsedades , ya que fueron hechos científicos establecidos en lugar de teóricos. especulaciones Esto es:

► Las “fuerzas gravitatorias de marea” nunca (no pueden) convertirse en “infinitas” ( nada lo hace);

► Los postulados de “singularidad inicial” y “agujero negro” postulados son dos objetos muy diferentes y totalmente especulativos, con propiedades teóricas muy diferentes . Agrupar los dos juntos como “singularidades gravitacionales” es un gran error (ver la tabla a continuación) ;

► No se sabe si hubo algo “inicial gravitacional” (pero ciertamente no fue una “singularidad de densidad infinita” ) que de alguna manera “causó” el “gran estallido” (que en sí mismo es una serie de hipótesis);

► No se sabe si las “fluctuaciones cuánticas” de alguna manera “causaron” el Big Bang;

► No se sabe si alguna vez hubo algún tipo de “inflación”; y

► No se sabe si el Universo fue “creado”, aunque los creacionistas se aferran desesperadamente a esta idea “superfísica”, alegando que verifica el momento “Fiat Lux” ( “Que haya luz” ) de la Biblia, o si ha existido ” Siempre.”

¡Seis falsedades serias, en un solo párrafo ! Parece que algunos autores de Wikipedia tienen una agenda oculta y sesgada …

Ayer (2017–01–09) respondí una pregunta relacionada: ¿Por qué los físicos odian las singularidades y los infinitos? – Citaré mi respuesta aquí:

Tal vez se deba a que a los físicos en general no les gustan los errores, por mucho que no les gusten las matemáticas sin sentido. Eso es lo que indican “singularidades” e “infinitos”: que sus “teorías se rompen” (o que simplemente están equivocadas ).

Algo ( p. Ej., Una masa de agujero negro) dividido por nada ( p. Ej., El volumen de dicha masa) no es igual a ” infinito “, ¿tal vez llamar al resultado “una singularidad” enmascara la vergüenza?

El mismo error aparece en lo que se especula que existió antes del mítico “big bang”: todo lo que existe hoy, exprimido en volumen cero … ¡Ahí está esa molesta ” división por cero ” otra vez!

Por otra parte, algunos físicos no odian las “singularidades” y los “infinitos” (¡y algunos “reporteros científicos” parecen amarlos mucho!) … el “carro de la singularidad” está ocupado por muchos creyentes muy célebres, como lo demuestra esta pequeña muestra:

“… teoremas de singularidad temprana … una singularidad en el Universo temprano … singularidad del big bang”. – George Smoot , Conferencia Nobel 2006 ( goo.gl/CNcxF4 )
“… una singularidad inicial”. – Alan Guth ( goo.gl/7NENQw )
“… el Big Bang … habría sido … una singularidad “. – Stephen Hawking ( El comienzo del tiempo )
“… la singularidad del Big Bang …” – Roger Penrose ( goo.gl/IKK1d3 )
“… Penrose y el físico Hawking demostraron … una singularidad del Big Bang ” – El Big Bang, los Elementos y la Radiación
“… la suposición hecha por Guth … es que … debe haber una singularidad …” – Teorema de singularidad de Borde-Guth-Vilenkin
“… el Universo en expansión comenzó desde una singularidad “. – El Universo de Stephen Hawking
“… el tiempo comenzó en … el Big Bang … el Universo era … una singularidad “. – Pregúntele a un astrofísico
“… Esta singularidad a veces se llama el Big Bang …” – Big Bang – Wikipedia
“… singularidad del big bang … temperatura, densidad y curvatura … infinito “. – Singularidad – Conservapedia
“… El universo comenzó … como una singularidad “. – goo.gl/LnQqSR
“… el Universo … una singularidad del Big Bang”. – Regularización de la singularidad del Big Bang con una ecuación de estado variable en el tiempo
“… una singularidad al principio … el Big Bang”. – ¿Es el Big Bang un agujero negro?
“… singularidad inicial … las fluctuaciones cuánticas causaron … el big bang …” – Singularidad inicial
“… Hace 13.700 millones de años … la singularidad comenzó a expandirse … El universo surgió”. – Big Bang Theory: Evolution of Our Universe
“… Hace 13.700 millones de años … todo el Universo existía como una singularidad …” – ¿Qué existía antes del Big Bang?
“… Universo … comenzó como … una singularidad “. – Big Bang Theory
“… El universo explotó desde un punto infinitamente denso, o singularidad “. ¿Un agujero hiper-negro generó el Universo?
“… el Universo comenzó con una singularidad “. ¿Qué vino antes del Big Bang?
“… los científicos ahora creen … que el Universo surgió … de una singularidad …” – ¿Cómo comenzó el Universo?
“… la inflación … comenzó tan pronto como 10 [matemáticas] ^ {- 43} [/ matemáticas] s después de la singularidad del Big Bang”. – Una historia de dos Big Bang
“… El universo se creó a partir de … la singularidad del Big Bang”. – goo.gl/Ez51iQ
“… el Big Bang … la singularidad … causó que el Universo comenzara a inflarse”. ¿Cuál es la diferencia entre la singularidad del agujero negro y la singularidad del Big Bang?
“… cuando ocurrió el Big Bang, la singularidad … se expandió rápidamente” – ¿Cómo creó el Big Bang el universo?
“… el Big Bang … El universo comenzó … una singularidad “. – goo.gl/JrH9Vp
“El universo comenzó con una … singularidad ” – ¿ Comenzó con un golpe?
“… De esa singularidad … del tamaño de una moneda de diez centavos , Nació nuestro Universo” – Big Bang Cosmology Primer
“… un universo en expansión que comenzó como una singularidad Infinitesimal …” – ::: Big Bang :::
“… Universo que tenía un punto singular de creación …” – El Big Bang
“… el universo comenzó con una singularidad …” – ¿Un agujero negro dio a luz al universo? ¿Qué vino antes del Big Bang?
“… el Big Bang … singularidad … todo el espacio y la materia …” – goo.gl/ei40oK
“… un gran estallido: la singularidad ocurrió Hace unos catorce mil millones de años …” – Teoría de cuerdas y cosmología

Sigue y sigue … ¡pero el infinito no es un número! Aún así, estos mitos de creación superfísicos siguen propagándose, ayudados por las “autoridades” cosmológicas cubiertas de premios …

Ver también mi ensayo corto Manzanas y naranjas (Singularities Compared) .

La siguiente tabla se extrae del ensayo mencionado anteriormente (tenga en cuenta que los dos “tipos de singularidad” tienen una sola propiedad en común: ¡el volumen newtoniano!):

El agujero negro es un concepto que puede explicarse por el espacio-tiempo de la teoría de la relatividad. El espacio-tiempo es una combinación de espacio (3 dimensiones que son obvias: altura, ancho y ancho) y tiempo. Por lo tanto, el espacio-tiempo es 4-D. Ahora, la gravedad no es más que una caja dentro del espacio-tiempo creada por cualquier objeto que tenga masa y esté allí en el espacio-tiempo.

Ahora el agujero negro es algo que tiene una masa y un volumen infinitamente grandes que es teóricamente cero. Entonces, crea una caja que es infinitamente grande en el espacio-tiempo. La singularidad es el final de esta caja. Como las 4 dimensiones se estiran infinitamente por la gravedad, la singularidad en un agujero negro es un lugar donde, junto con las tres dimensiones obvias, el tiempo también se congela. La singularidad es el área más allá del radio de Schwarzschild. Uno nunca puede alcanzar la singularidad, ya que está a una distancia infinita, pero aún está allí.

Espero que esto sea un poco útil para los lectores.

Agujero negro : es todo menos espacio vacío. Más bien, es una gran cantidad de materia empaquetada en un espacio muy pequeño. Por ejemplo, piense en un autobús de dos pisos apretado en un pequeño frasco de pepinillos o una estrella que es más grande que el sol se exprime a 1/4 de su tamaño. El resultado es un campo gravitacional tan fuerte que nada, ni siquiera la luz puede escapar.

Singularidad : la singularidad de una función es un límite en el que la función está mal definida, generalmente debido a que Infinity entra en la ecuación. Por ejemplo, la función F = 1 / x es singular cuando x- = 0.

Las Singularidades del Agujero Negro se crean después de que el núcleo de una estrella muy masiva colapsa más allá de una esfera imaginaria llamada Horizonte de Eventos. Como estas singularidades son infinitesimalmente pequeñas, poseen una densidad infinita. Es un punto adimensional donde se concentra toda la materia arrastrada hacia el agujero negro. Como tiene una densidad infinita, no existe en el espacio-tiempo. Esto se debe a que se encuentra en el punto de curvatura infinita del espacio-tiempo.

¡Espero que esto ayude!

Una pequeña guía de singularidades

Existen numerosas preguntas y respuestas que involucran singularidades de agujero negro que malinterpretan la física básica, por lo que a continuación se presenta una breve descripción general y referencia y considera las singularidades de agujero negro en el contexto de la relatividad general clásica.

Definición : Una singularidad es cualquier punto, línea o superficie de incompletitud geodésica.

¡Qué singularidad NO es

La singularidad NO es el agujero negro. La existencia de la singularidad está implícita en los teoremas de Singularidad en el GR clásico, pero no es el agujero negro, un agujero negro es una región del espacio-tiempo oculta detrás de un horizonte.

Una singularidad NO es una masa masiva de materia que ha sido aplastada en un punto infinitamente denso.

Una singularidad NO es un lugar que incluso existe dentro del espacio-tiempo, sino que se describe mejor como un borde del espacio-tiempo mismo.

Incompletitud geodésica

Nuestra definición de una singularidad de agujero negro real, técnicamente llamada singularidad de curvatura, depende de esta noción de incompletitud geodésica. Para que un espacio-tiempo se considere singular, lo que significa que tiene una singularidad, entonces debe haber al menos un camino en el espacio-tiempo que no se pueda extender: llega a su fin, su término se llama singularidad. Muy simple, ¿verdad?

Imagen de: Singularidades y agujeros negros

En realidad no; hacer que la noción de incompletitud geodésica sea matemáticamente rigurosa resulta ser bastante difícil. Es un poco más riguroso decir que la línea del mundo debe estar geodésicamente incompleta para algún valor finito del parámetro afín.

También debemos considerar la naturaleza de la singularidad en sí misma, por ejemplo, cómo la singularidad de un agujero negro es diferente de un agujero perforado del colector por un perforador cósmico (sí, inventé ese dispositivo). En el análisis detallado, las singularidades que son agujeros recortados del espacio-tiempo pueden parchearse, es decir, admiten una incrustación isométrica, sin embargo, la singularidad de un agujero negro no puede repararse de esta manera.

Esta es una razón por la cual la singularidad del agujero negro no puede ser un lugar donde la materia se acumule en un punto infinitamente denso. Si lo hiciera, entonces el asunto tendría una línea mundial que está geodésicamente completa. Para aclarar esto un poco, considere esta analogía demasiado simplificada e imagine que la materia se condensa en algún “lugar” fuera de la singularidad, entonces la geodésica aún persistiría en una dirección “temporal”, que no puede hacer como sabemos. que todas las curvas causales deben alcanzar la singularidad.

Además, si el principio holográfico es cierto, entonces otra razón por la que la materia no se puede empaquetar en un volumen infinitamente pequeño es que la materia no se puede empaquetar en un volumen más pequeño que el volumen encerrado en su propio horizonte de eventos.

La curvatura va al infinito.

Una singularidad de agujero negro es una singularidad donde la curvatura del espacio-tiempo se extiende hasta el infinito. Puede haber otras singularidades donde esto no es cierto, como singularidades cónicas y puntos recortados de la variedad.

Una singularidad de agujero negro no es necesariamente un lugar donde la métrica va al infinito; esto puede suceder por una mala elección del sistema de coordenadas, y la singularidad en este caso se llama apropiadamente, una singularidad de coordenadas. Un ejemplo de esto es el horizonte de eventos del agujero negro escrito en coordenadas Schwarzschild. El horizonte NO es una singularidad de curvatura real.

Para evitar confusiones de singularidades de coordenadas con singularidades de curvatura real, existen medidas de curvatura sin coordenadas conocidas como invariantes de curvatura. Hay más de una docena de estos, pero el más común es el escalar de Kretschmann. Aquí es para el agujero negro de Schwarzschild y podemos ver que en la singularidad donde [matemática] r = 0 [/ matemática] obtenemos un resultado infinito pero en el horizonte [matemática] r = 2M [/ matemática] la curvatura es invariante finito.

[matemática] \ grande K = R_ {abcd} R ^ {abcd} = \ frac {48M ^ 2} {r ^ 6} [/ matemática]

Preguntas frecuentes

¿Es una singularidad un colapso de la física?
La relatividad general no lo dice, pero se presume que habrá alguna otra física que modificará el espacio-tiempo para eliminar la singularidad, por ejemplo, una teoría cuántica de la gravitación.

¿Qué pasa con el asunto que cae en la singularidad?
No tiene ningún sentido decir que la materia cae en una singularidad ya que una singularidad no es un lugar en el espacio-tiempo. Entonces es razonable preguntar qué sucede con la materia a medida que se acerca a la singularidad. En este punto, la física es muda y no podemos decir mucho más que cualquier cosa que se acerque a la singularidad se destruye completamente con su energía, giro y carga que se confieren al agujero negro.

¿Las singularidades conducen a otras dimensiones o universos?
Hay construcciones matemáticas, soluciones a las ecuaciones de campo de Einstein, que se llaman eternos tiempos espaciales máximamente extendidos donde las curvas temporales tienen la posibilidad de perder la singularidad del agujero negro (para ciertos tiempos espaciales, no todos) y entrar en universos espaciales negativos, y nadie sabe exactamente qué medio. También existe la noción del puente Einstein – Rosen, donde la singularidad puede actuar como un agujero de gusano. Estos son completamente no físicos, lo siento, gente de ciencia ficción.

El estudio de las singularidades es un campo muy desarrollado dentro de la relatividad general y hay mucho más de lo que se describe aquí, que está destinado a cubrir algunas de las ideas básicas.

Una singularidad generalmente en matemáticas es una operación de división por cero, lo que indica un error en la fórmula porque no existen cantidades infinitas en la naturaleza. Esta es la razón por la cual se cree que la Relatividad General no es completamente correcta, lo que por cierto Einstein nunca afirmó, esperando que eventualmente sea reemplazada tal como reemplazó a Newton.

Hay dos singularidades involucradas en las matemáticas del agujero negro. El que está en el punto en el centro es irrelevante porque no podemos realizar experimentos allí, nunca podemos verlo, y una singularidad coordinada nos impide pasar el horizonte de eventos, y posiblemente también un firewall cuántico.

Algunos físicos aún argumentan que uno podría, en teoría, pasar el horizonte de eventos de un agujero negro muy grande, y simplemente nunca volver, pero sus números disminuyen diariamente. Una nueva teoría mejorada del horizonte de eventos que incluye la mecánica cuántica sostiene que un cortafuegos cuántico destruye los objetos que caen y los extiende de manera uniforme sobre el horizonte de eventos. Esto evita que se formen grumos en el horizonte, arrojando el centro de masa del agujero negro, que intuitivamente no creemos que sea razonable.

En una visión general “extrema”, es la región del espacio-tiempo donde las leyes de la física (probablemente de las cuales somos conscientes) dejan de funcionar.

En el centro de un agujero negro hay una singularidad gravitacional, un punto unidimensional que contiene una enorme masa en un espacio infinitamente pequeño, donde la densidad y la gravedad se vuelven infinitas y el espacio – el tiempo se curva infinitamente … demasiados “infinitos”.

Entonces, si saltas a uno, antes que nada, ¡te someterás a una spaghettificación! 🙂

La teoría de la relatividad general de Einstein mostró que cuando una estrella muere, después de usar todo su combustible, deja un núcleo remanente pequeño y denso. Si la masa del núcleo es más de tres veces la masa del Sol, según las ecuaciones, la fuerza de la gravedad eclipsa a todas las demás fuerzas y produce un agujero negro. La mayoría de los agujeros negros se forman a partir de los restos de una gran estrella que muere en una explosión de supernova. Las estrellas más pequeñas se convierten en densas estrellas de neutrones, que no son lo suficientemente masivas como para atrapar la luz. Si la masa total de la estrella es lo suficientemente grande, se puede demostrar teóricamente que ninguna fuerza puede evitar que la estrella se colapse bajo la influencia de su propia gravedad.

En el centro de un agujero negro hay un punto unidimensional que contiene una masa infinita en un espacio infinitamente pequeño, donde la gravedad también se vuelve infinita y las curvas espacio-temporales infinitamente, y donde las leyes de la física tal como las conocemos dejan de funcionar. Esto se conoce como singularidad gravitacional, también conocida como singularidad espacio-temporal y se define como una ubicación donde las cantidades que se utilizan para medir el campo gravitacional se vuelven infinitas de una manera que no depende del sistema de coordenadas. Estas cantidades son las curvaturas escalares invariantes del espacio-tiempo, que incluyen una medida de la densidad de la materia.

En el centro de un agujero negro hay una singularidad gravitacional, un punto unidimensional que contiene una enorme masa en un espacio infinitamente pequeño, donde la densidad y la gravedad se vuelven infinitas y las curvas espacio-temporales son infinitas.

en términos simples, es el punto donde la atracción gravitacional y la densidad son infinitas

La singularidad es cualquier punto donde una propiedad particular gana un valor infinito. Se crea una singularidad de agujero negro después de que el núcleo de una estrella muy masiva se derrumba más allá de una esfera imaginaria llamada horizonte de eventos. Las singularidades son infinitesimalmente pequeñas y poseen una densidad infinita. En este punto, la teoría de la relatividad general deja de ser cierta. Blackholes extiende el espacio a la singularidad donde se cree que rasga la estructura del espacio-tiempo y termina por completo. Forma un punto adimensional donde se concentra toda la materia arrastrada hacia el agujero negro. La singularidad de un agujero negro permanece oculta detrás de su horizonte de eventos y, por lo tanto, siempre está rodeada por un área que no permite que escape la luz y, por lo tanto, no se puede observar directamente.

Un agujero negro tiene dos características conocidas. El lugar donde todo el material que le proporciona su masa en realidad existe, y la esfera virtual mucho más grande debajo de la cual todo lo que pasa nunca puede escapar. El segundo se denomina Horizonte de eventos, el primero se denomina singularidad. Las características de la singularidad son muy difíciles de definir, ya que nuestra física actual se descompone en condiciones tan extremas, plagada de infinitos que hacen que las fórmulas matemáticas sean insolubles. Las teorías actuales pueden predecir que todo el material que ha caído en un agujero negro, incluso uno con una masa de mil millones o más veces la masa de nuestro sol, debería existir en un “punto único” menor que las dimensiones de un quark (que es un componente de un protón o neutrón), de hecho, “radio cero y densidad infinita”, la singularidad.

Algo como esto puede ayudar. Agujeros negros y estrellas de neutrones

También debería agregar que, para simplificar, ignoré los efectos de la rotación del agujero negro y supuse que no está girando.

Singularidad no utilizada exactamente para agujeros negros. Incluso el agujero negro parece singularidad y algunas propiedades como singularidad.
Singularidad significa volumen de una dimensión cero densidad infinita.
Agujero negro tiene aplicación. volumen cero n densidad infinita pero no una sola dimensión. El volumen tampoco es cero, pero es muy, muy bajo en comparación con la densidad.

La singularidad es básicamente un punto en el espacio-tiempo que teóricamente se dice que tiene un campo gravitacional infinito. La medida de la fuerza gravitacional también incluye medidas de densidad. Como la densidad aparentemente se vuelve infinita en el centro del agujero negro, el campo gravitacional se vuelve infinito y las leyes del espacio-tiempo normal no existen aquí. Por lo tanto, este punto puede llamarse como una singularidad. Es incómodo decir que la singularidad tiene una estructura física porque es solo una ubicación en el espacio-tiempo.

Espero que esto ayude.

En el centro de un agujero negro hay una singularidad gravitacional, un punto unidimensional que contiene una enorme masa en un espacio infinitamente pequeño, donde la densidad y la gravedad se vuelven infinitas y las curvas espacio-temporales infinitamente, y donde las leyes de la física como la conocemos ellos dejan de funcionar.
Gracias por preguntar

Cuando se forma un agujero negro, la materia del cuerpo del cual se formó se comprime a volumen cero, es decir, densidad infinita. Como Prashant y Rakesh Kumar han señalado correctamente, debido a esta densidad infinita, la singularidad se crea en un agujero negro. Dado que las matemáticas no pueden lidiar con infinitos nos. Todas las leyes de la física se rompen en la singularidad.

Los agujeros negros, en sus centros, tienen puntos súper gravitacionales superdensos llamados singularidades. Se define como el comienzo del tiempo y el espacio; y el punto donde el espacio-tiempo se curva infinitamente y deforma los cuerpos que caen en el agujero negro de manera infinita.

Son estructuras geométricas predichas en el interior de los agujeros negros donde la curvatura hace que el espacio-tiempo se vuelva infinito. Realmente no puede haber una curvatura infinita, por lo que estas predicciones son solo una señal de que las ecuaciones de la relatividad general no son precisas en esta región. Sin embargo, Penrose, Hawking y otros han demostrado que las singularidades no son solo un artefacto de asumir una simetría esférica o rotacional, que cualquier región en la que todas las líneas del mundo converjan producirá esta predicción en la relatividad general. Esto también se aplica al Big Bang. Por lo tanto, es una falla genuina de la relatividad general, que presumiblemente será corregida por el tipo largo para la teoría cuántica de la gravedad.

Esta es una pregunta compleja, pero haré todo lo posible para responderla de manera simple.

El agujero negro no es una singularidad en sí mismo. Es una estrella muerta que era muy grande, pasó por etapas tardías de fusión, etc., y se derrumbó sobre su propia gravedad. El agujero tiene tanta gravedad en sí mismo que solo es detectable por las ondas gravitacionales que causa (onduladas en el espacio-tiempo) y otras perturbaciones, ya que incluso la luz misma es atraída hacia el agujero.

El horizonte de sucesos es el “borde” del agujero negro, donde se pierde la información (sobre el estado cuántico) del objeto que se introduce en él. Dentro del agujero mismo se encuentra el singular. Esta es un área infinitamente pequeña y densa del espacio-tiempo donde se rompen las leyes de la física (lo que se cree que fue el estado del Universo en el Big Bang). La singularidad es básicamente donde las “cosas” que formaron la estrella van después del colapso gravitacional en un agujero negro.

Espero que esto haya sido útil, y siéntase libre de enviar o responder con cualquier pregunta de seguimiento.