¿En qué punto durante el colapso de una estrella masiva se crea la singularidad de un agujero negro?

Tal vez nunca.

La palabra “singularidad” es un término matemático. Se refiere al punto en una función donde la función tiende hacia el infinito.

La Relatividad General (GR) muestra que cuando un núcleo estelar se colapsa, debe pasar un punto después del cual ninguna fuerza conocida puede evitar que se colapse más. En este momento se forma el agujero negro. Lo que sucede después de eso es … desconocido.

Si sigue la madriguera de conejo excavada por GR, el núcleo debería continuar colapsándose hasta un punto con radio cero. Esto sucedería solo una pequeña fracción de segundo después de pasar su propio radio Schwarzschild. Pero si colapsas cualquier masa en un punto, entonces la densidad de dicha masa va al infinito. Ahora, obviamente, hay algunos problemas conceptuales difíciles con un objeto del mundo real que tiene densidad infinita.

Puede ser que algún aspecto de la Mecánica Cuántica (QM) evite que el núcleo se colapse por completo hasta un punto adimensional. En ese caso, no se forma una verdadera singularidad. Tal vez algún día tengamos una respuesta hipotética, pero como nunca podemos entrar en un agujero negro y volver a contarle a nadie, el mundo nunca lo sabrá con certeza.

No hay cálculos para la evolución de una singularidad. Lo que tenemos son ecuaciones de estado para el asunto que muestran que el colapso gravitacional es inevitable a cierta densidad. Existen entonces teoremas de singularidad que implican la existencia de la singularidad detrás del horizonte.

Otro problema más sutil es que no hay “en qué punto” que pueda responderse sin ambigüedades. No puede conectar significativamente una sensación de tiempo entre eventos dentro y fuera del agujero negro, pero si se presiona, podría decir que los relojes que caen con la materia estelar alcanzarán una singularidad en un intervalo de tiempo de propiedad del orden de fracciones de un milisegundo o entonces.

Nunca. El principio de incertidumbre no lo permite.

La respuesta de Edward Cherlin a ¿Puede un agujero negro realmente tener cero volumen?