¿Puede un agujero negro realmente tener volumen cero?

Básicamente es el viejo truco relativista. Si no tienes ni idea, mueve las publicaciones de objetivos.

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Esa es una función de la constante gravitacional de Newton, que no existe, y la velocidad constante de la luz, que incluso bajo GR no tiene mucho sentido sin un marco de referencia gravitacional, ya que no sabemos cuánto se supone la dilatación del tiempo.

Sí, Einstein básicamente copió las Ecuaciones gravitacionales de Newton, pero olvidó la parte del Teorema de Shell bajo la cual realmente comienza a reducirse dentro de la Superficie del cuerpo. La Ley Gravitacional de Newton es básicamente una función de los efectos de marea. La gravedad cuántica no tiene una relación cuadrada inversa, y la gravedad no funciona de manera significativa por debajo del nivel subatómico. Einstein simplemente tomó todos los ingredientes y los convirtió en sopa. La energía es básicamente masa por el cuadrado del vector relativo. Ni siquiera tenía la decencia de atribuir Velocidad a la Luz. Simplemente obtuvo Velocidad a pesar de que claramente tenía dirección en lugar de solo magnitud.

Un agujero negro es una región causalmente separada de nuestro universo, en cuyo límite el espacio mismo se extiende a la velocidad de la luz. Por lo tanto, un agujero negro solo tiene significado cuando se ve desde el punto de vista de nuestro universo, y desde el punto de vista de nuestro universo, un agujero negro SIEMPRE TIENE UN VOLUMEN definido por su radio de Schwarzschild, como lo ha señalado Viktor Toth. Cualquier asunto que se acerque al horizonte de eventos se dilata infinitamente hasta el punto de que parecerá “congelarse” justo antes de entrar y luego desaparecer de la vista.

Esa es probablemente la realidad de un agujero negro. No hay nada en su interior desde nuestro punto de vista. No hay singularidad “física” puntual, absolutamente nada en absoluto, no es que puedas ver su interior de todos modos.

En teoría, toda la masa que se extiende esencialmente sobre la superficie del horizonte de sucesos (desde nuestro punto de vista) llegará a la singularidad “física” del punto central al final de nuestro universo, pero no antes. Esto concuerda con la teoría que relaciona la masa de un agujero negro exactamente con su área de superficie.

Cuando la singularidad puntual “sucede” estará fuera de nuestro universo en el sentido del espacio y el tiempo. La singularidad puntual nunca sucederá dentro de nuestro universo, incluso en teoría.

Einstein estuvo de acuerdo y dijo que “si existiera una singularidad espacio-temporal, torcería todo el espacio y el tiempo dentro de ella”. La singularidad puntual está solo al principio y al final de nuestro universo. En el medio simplemente no está allí.

Es importante distinguir la singularidad del agujero negro del horizonte del agujero negro. Este último actúa como límite entre el agujero negro (la región no observable por observadores distantes) y el universo externo, y determina su tamaño. La circunferencia del agujero negro (la circunferencia de su horizonte) es proporcional a su masa y, por lo tanto, siempre es finita.

La singularidad del agujero negro se describe en la teoría de la gravitación de Einstein (Relatividad general) como una acumulación de masa infinitamente pequeña. Sin embargo, sabemos que esta no puede ser la descripción final del ‘interior del agujero negro’, ya que la Relatividad General no está ‘cuantizada’ y, por lo tanto, no es la teoría final de la gravitación. La esperanza es que la teoría de cuerdas proporcione una descripción cuantificada de los agujeros negros.

En resumen: los agujeros negros vienen en diferentes tamaños ya que su circunferencia es proporcional a su masa. Su tamaño nunca es cero, y tampoco se espera que la singularidad del agujero negro sea una verdadera singularidad.

El volumen es una definición que involucra la longitud espacial. Cuando la longitud espacial pierde su significado, también lo hace cualquier significado de volumen.

Un agujero negro tiene diferentes definiciones en términos de volumen. El volumen encerrado dentro del horizonte de eventos (como se ve y se mide desde el exterior) tiene un volumen definido con precisión, que por supuesto no es cero.

En la vecindad de la singularidad central, la identidad del espacio-tiempo comienza a estar tan distorsionada que ya no podemos aplicar las nociones de extensión del espacio y, en consecuencia, tampoco las del volumen. En cierto sentido, el espacio y el tiempo se enredan mucho más claramente que en nuestro espacio-tiempo extendido, podría interpretarse que a medida que el espacio se comprime cada vez más estrechamente, se expande cada vez más en la dimensión del tiempo. Por lo tanto, algunas interpretaciones sugieren que el núcleo de un agujero negro ya no reside en las dimensiones espaciales extendidas, sino que ocupa solo la extensión de tiempo del espacio-tiempo. Entonces, “todas las cosas” que componen el agujero negro ya no pueden ocupar ningún volumen de espacio, pero puede haberse extendido ocupando toda la dimensión del Tiempo. Hay que decir que esta es solo una línea de pensamiento con respecto a los enigmas planteados por los agujeros negros.

Yo diría que no solo no es cero, sino que ni siquiera es pequeño donde los efectos cuánticos se hacen cargo. La razón de esta posición es la siguiente: el centro de cada masa de cada cuerpo tiene cero gravedad neta. La gravedad (o curvatura espacio-temporal) se cancela mediante acciones opuestas.

La región donde la gravedad (o curvatura espacio-temporal) es mayor es en las superficies de los cuerpos masivos cuando el segundo cuerpo está en reposo sobre la superficie del cuerpo masivo.

Si una estrella de agujero negro colapsada tuviera una superficie que no esté significativamente distante del centro de dicha estrella, los lugares de mayor curvatura espacio-temporal y curvatura espacio-tiempo cero coincidirían virtualmente. Eso sería una contradicción insostenible. Por lo tanto, es razonable concluir que hay un límite en cuanto a cómo se puede exprimir la materia compacta. Por razones filosóficas, creo que es mejor suponer que, en el nivel más fundamental, deberíamos considerar que una de las propiedades esenciales de la materia es que ocupa un espacio con exclusión de otra materia y que también tiene la propiedad que llamamos inercia.

No existe una definición formal significativa para el volumen de un agujero negro.

La región encerrada por el horizonte de eventos contiene una singularidad, por lo tanto, cualquier integral sobre esa región estaría mal definida. Además, el papel de las coordenadas radiales y temporales se intercambia, por lo que ni siquiera es posible definir un concepto de volumen que sea coherente con lo que consideramos como volumen aquí en el exterior. En cuanto a la singularidad misma, si bien se caracteriza por ser una densidad infinita, dentro del horizonte de eventos se convierte en un momento futuro en el tiempo, no en una ubicación en el espacio. Entonces, la densidad infinita en este caso no implica un volumen cero.

Y, por supuesto, está la cuestión del papel que desempeñaría la física cuántica, específicamente una teoría cuántica de la gravedad aún por descubrir … quizás, en primer lugar, no se forme ninguna singularidad. Pero realmente no lo sabemos.

Más convencionalmente, el “volumen” de un agujero negro, en esas raras ocasiones en las que se discute en absoluto (generalmente no es un concepto relevante), a menudo se toma como el volumen encerrado por el horizonte de eventos visto desde afuera, es decir, simple [matemática] V = 4 \ pi r_S ^ 3/3 [/ matemática], donde [matemática] r_S [/ matemática] es el radio de Schwarzschild del agujero negro. (Por supuesto, esta fórmula necesitaría ser revisada para agujeros negros rotativos o cargados donde el horizonte de eventos no es perfectamente esférico).

No. Cuando intentamos descifrar qué es un agujero negro, ¿por qué no compararlo con otros objetos en nuestro universo que realizan tareas similares, como nuestro sol, por ejemplo? Ambos tienen muchas similitudes. Ambos son comparativamente grandes para los sistemas de los que forman parte. Ambos crean la gravedad necesaria para mantener unidos sus sistemas. Ambos se quemarán eventualmente. Ambos tienen volumen y ambos crean calor. ¿No es posible que un sol sea tan grande y poderoso que solo las formas no visibles de energía puedan dejarlo mientras se enfría? Finalmente, la luz puede escapar porque pierde suficiente calor, lo que disminuye la gravedad. Debemos darnos cuenta de que estas entidades en el espacio comenzaron como enormes masas de fusión. Estaban en su punto más grande y caliente al principio. No hay “acreción”. No hay succión “continua” de la materia. ¿Qué situación en el espacio podría comprimir la materia a “infinitamente densa” cuando la materia ya está en estado de fusión?

Sí, realmente tiene cero volumen. El problema es la definición de “volumen” en sí. Sabemos que las métricas tienen cuatro componentes, y estos componentes dependen unos de otros. En nuestra métrica plana de espacio-tiempo, nuestra diaria, podemos “detener” el tiempo y simplemente mirar las otras tres coordenadas de manera significativa, calcular áreas, etc. El agujero negro tiene un volumen cuando se ve desde afuera. Podemos tomar una “instantánea” y medirla.

Dentro de un agujero negro, cuando el tiempo es constante, r siempre es igual al radio de Schwarzchild. En otras palabras, cuando el tiempo no se mueve, la coordenada radial solo puede tener un valor único. Entonces, la distancia radial es 0 cuando hacemos una distancia de tiempo 0. Esto hace que el volumen sea cero. El problema es la definición de “instantánea” del volumen. Permita que fluya el tiempo, y podemos obtener un número distinto de cero, pero no puedo decir qué representa intuitivamente ese número.

Tenga en cuenta que todas las propiedades interesantes de los agujeros negros, como la entropía, se describen utilizando área, no volumen. Cosas como la radiación de Hawking, etc., están ligadas a la superficie de un bh, y no a lo que hay dentro. Si imagina una esfera hueca cargada, con una carga puntual actuando sobre ella desde el exterior, la esfera cargada se comportará como si hubiera una carga puntual única en el interior, pero en realidad todo el efecto son solo las cargas que se distribuyen en la superficie. Del mismo modo, un bh no necesita tener un volumen interno para comportarse como lo hace.

[..0801.1734] El volumen dentro de un agujero negro

No. No creo que pueda. Lo que percibimos como un agujero negro está limitado al espacio contenido dentro del horizonte de eventos del objeto, un volumen finito y medible.

Dentro del horizonte de eventos, las leyes físicas no existen tal como las entendemos, ni hay ninguna manera de entrar y obtener información que se base en esas leyes. Tenemos teorías sobre el espacio dentro de un agujero negro, pero no hay indicios de que el espacio dentro tenga propiedades que permitan realizar cálculos prácticos de volumen. Pero algo siendo cero es poco probable.

Piénselo de esta manera, dado que el tiempo pasa para un observador a la misma velocidad sin importar el marco, ajustándose a factores espaciales modificados para formar una percepción inmutable del paso del tiempo. A medida que se acerque a un agujero negro y se adapte bien a su gravedad y a una velocidad de paso del tiempo más lenta, el horizonte de eventos se reducirá. Lo que significa que uno nunca puede entrar en un horizonte de eventos desde su propia perspectiva. Cuanto más se acerque, menor será el rango de t = 0 y mayor será el rango de infinito. ¿Esto realmente implica que el horizonte de eventos de un agujero negro realmente existe tal como lo percibimos desde un marco de observación similar a la Tierra ya que si estuviéramos allí, no habría horizonte? Creo que este es un buen argumento para av = 0 horizon.

Un agujero negro se define por su horizonte de eventos, que tiene un radio finito y subtiende un volumen finito en este Universo.

Creo que es un error inferir que toda la masa del agujero negro está comprimida en una singularidad central. Es posible que este Universo esté dentro de uno o más agujeros negros en un Universo contenedor, y vemos muchas caídas, y esperamos esencialmente la atemporalidad en The End, donde ocurrirá la evaporación (Radiación de Hawking).

No. El volumen es una propiedad del espacio-tiempo. Una singularidad de agujero negro no es parte del espacio-tiempo. Necesitas pensar en una singularidad como algo más allá del espacio-tiempo para que un agujero negro tenga sentido.