¿Por qué un cuerpo con una velocidad de escape igual a la velocidad de la luz requiere que el cuerpo se contraiga gravitacionalmente a una singularidad?

¿Qué te impide caer en picado al centro de la tierra? El suelo debajo de ti, o más precisamente, estás en una pila de electrones que se repelen entre sí y contrarrestan la gravedad. Existe un límite para la cantidad de fuerza que esto puede ejercer antes de que los electrones sean aplastados contra los protones, formando materia degenerada de neutrones, también conocida como estrella de neutrones. También se teoriza que una fuerza gravitacional más alta puede incluso hacer que los neutrones se descompongan y formen una sopa. Pero en última instancia, estas cosas ejercen una fuerza que impide que la materia de arriba caiga por debajo.

Una vez que esté más allá del horizonte de eventos, no hay fuerza lo suficientemente grande como para hacerlo. Todas las líneas del mundo terminan en la singularidad: se convierte en un punto en el futuro, no simplemente en una ubicación en el espacio. Si nada puede ejercer una fuerza lo suficientemente grande como para resistir la gravedad, entonces todo debe moverse continuamente más cerca de la singularidad.

Lo que probablemente sucede en la práctica es que la singularidad se vuelve lo suficientemente pequeña como para actuar como un objeto cuántico y, por lo tanto, tiene una longitud de onda y es de un tamaño indefinido, en lugar de ser un punto matemático, pero nuestros modelos de mecánica cuántica no funcionan bien en esa situación, así que no estamos realmente seguros. Algo no intuitivo está sucediendo allí.

Esta es realmente una muy buena pregunta. La respuesta no es clara. No se sabe definitivamente porque nuestras dos teorías principales predicen cosas diferentes. Según la relatividad general, la formación de un horizonte de eventos debe acompañar un colapso gravitacional a una singularidad. La teoría del campo cuántico no hace predicciones gravitacionales, pero las singularidades parecen estar en conflicto con el principio de incertidumbre de Heisenberg.

Y nunca podemos mirar dentro de un agujero negro para verificar una singularidad, por lo que incluso si las dos teorías pudieran estar de acuerdo, no hay forma de verificar la predicción.

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