Una singularidad es un artefacto matemático. Una “masa puntual” (a menudo utilizada en ejercicios de física) es una singularidad. Entonces es una carga puntual. Pero a pesar de que los usamos en ejercicios y experimentos mentales, nadie cree realmente que existan masas puntuales o cargas singulares. Las partículas elementales reales no son fuentes puntuales clásicas: son objetos cuánticos, excitaciones del campo cuántico correspondiente (en la mejor teoría que tenemos que realmente funciona, teoría del campo cuántico).
¿Qué tal hoyos negros? Cuando resuelve las ecuaciones de campo de la relatividad general, obtiene una fórmula matemática que tiene un comportamiento singular en el centro. Antes de descartarlo como una idealización sin sentido (seguramente, ningún objeto real se comportará de esta manera), alguien (a saber, Oppenheimer y Snyder, en su artículo de 1939) señala que cualquier distribución realista de la materia, si no tiene suficiente presión, colapsará indefinidamente, alcanzando densidades arbitrarias … es decir, una singularidad.
Entonces, ¿esto significa que este comportamiento singular de la materia es real? Bueno no exactamente.
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- ¿Qué hay más allá de este cosmos?
- ¿La luz nos dice algo sobre el universo?
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- ¿Cuál sería la masa aproximada de un agujero negro?
Primero, a pesar de que una nube de materia puede colapsar, sabemos que para un observador externo, como usted y yo, este colapso lleva una eternidad y algo más. Es decir, se produce una dilatación extrema del tiempo gravitacional, y en realidad nunca vemos la forma del horizonte de eventos … para nosotros, permanece para siempre en el futuro. Así que ciertamente no podemos observar ninguna singularidad.
¡Pero espera! ¿Qué pasa si un observador es tan tonto como para caer en el horizonte? Ese observador ciertamente verá el horizonte, y sabemos que está condenado a morir en la singularidad. Bueno … tal vez … pero a medida que este observador se acerca a la singularidad (que, para él, ya no es una ubicación en el espacio sino un momento en el tiempo) verá efectos cada vez más extremos de la gravedad, en la medida en que la posible naturaleza cuántica de la gravedad ya no puede ser ignorado. Y cuando esto sucede … bueno, entonces no sabemos qué sucede, ya que aún no tenemos una teoría cuántica de la gravedad viable.
Pero puede que ni siquiera necesitemos uno. La física cuántica nos dice algo más: que un agujero negro irradia radiación de Hawking y tiene una vida útil limitada. Pero hace un momento, ¡acabo de decir que se necesita (para observadores externos) una cantidad infinita de tiempo para que se forme el horizonte! Esto puede muy bien significar que nunca se forma realmente un horizonte en primer lugar … que el observador que cae encuentra una dosis extremadamente comprimida (billones de años en una pequeña fracción de segundo) de radiación de Hawking, se incinera y se convierte en parte de la misma radiación … desagradable, sin duda, pero sin singularidades en ningún lado, y el agujero negro se evapora antes de que se forme por completo.
De todos modos, no estoy tratando de dar a entender que tengo una respuesta definitiva, ya que esta área está sujeta a una investigación en curso, y parte de lo que escribí anteriormente, especialmente en el último párrafo, representa mi interpretación (posiblemente equivocada) del negro propuesta de firewall de agujero y su relación con la formación del horizonte. Pero diría que es muy probable que, como en cualquier otra área de la física, nunca aparezca una singularidad real, incluso si una solución singular (como una “partícula puntual”) es una aproximación matemática útil.
