¿Qué hace que los agujeros negros no se hagan más pequeños cuando se agrega materia?

El problema aquí es la construcción mental de lo que crees sobre los agujeros negros y la gravedad.

Un agujero negro no es un objeto sino un lugar, una región del espacio-tiempo donde todos los eventos (puntos en el espacio-tiempo) están causalmente desconectados de los puntos del espacio-tiempo fuera de la región del agujero negro.

La gravedad es una palabra; Es el título que le damos a la colección de fenómenos asociados al espacio-tiempo curvo.

En el GR clásico, nada se une: toda la materia que entra en la región del agujero negro se destruye, desaparece, con sus propiedades de masa, carga eléctrica y momento angular y luego se imprime sobre la masa, la carga eléctrica y el momento angular del espacio-tiempo del agujero negro. .

Una región de agujero negro se define por su horizonte de eventos, que a su vez se define por la masa, la carga y el momento angular del agujero negro. A medida que se agrega masa a un agujero negro, al igual que agregar masa a todo lo demás, se amplía bien el potencial gravitacional. Con un agujero negro, esto significa extender el radio del agujero negro.

Para un agujero negro sin carga no giratorio, el tamaño del agujero negro es directamente proporcional a su masa.

Los agujeros negros no tienen un tamaño en el mismo sentido que un planeta o una estrella tiene un tamaño. Los agujeros negros no son bolas de materia condensada. (De hecho, la solución matemática de las ecuaciones de la relatividad general describe un vacío en toda su extensión; toda “materia” tiene la forma de la singularidad central, un único punto, que técnicamente ni siquiera es parte del espacio-tiempo).

El tamaño del que habla es el tamaño del horizonte de eventos del agujero negro, que es básicamente la superficie en la que la velocidad de escape es la velocidad de la luz. O, si lo desea, la superficie que representa el rango en el que la influencia gravitacional del agujero negro es extrema.

Y sí, esta superficie se hace más grande a medida que aumenta la masa del agujero negro, porque su influencia gravitacional llega más lejos.

Se debe a que definimos el tamaño de un agujero negro en función del horizonte de eventos, no en nada relacionado físicamente con el tamaño del agujero negro. Sería como si definiera el tamaño de un planeta como el radio en el que puedo disparar una bala de calibre 22 lejos del planeta y no hacer que la bala caiga de regreso al planeta. Descubriría que estaría en el espacio exterior donde definí el borde del planeta. Cuanto más masivo sea el planeta, más lejos de él tendría que disparar mi rifle.

Un horizonte de eventos es algo similar. Es qué tan lejos tengo que llegar de la singularidad antes de poder encender una linterna lejos de la singularidad y no tener la curva de luz de vuelta a la singularidad. No tiene absolutamente nada que ver con el radio de algo que realmente consideraría un objeto. Solo estoy sentado en un espacio vacío, en el punto en el que hemos definido el horizonte de eventos, sin un indicador obvio de que es donde estoy.

¿Por qué lo definimos de esta manera? Porque lo más cerca que podemos decir que el radio de una singularidad es 0, o tan cerca de 0 como podamos llegar. Agregar más masa no puede hacerlo más pequeño que 0. Como tal, lo único que podemos usar para tratar de definir el tamaño de un agujero negro es el horizonte de eventos. Ese horizonte de eventos se aleja más de la singularidad a medida que agrego más masa, justo cuando mi radio de bala de calibre 22 se hace más grande con planetas más masivos.

Supongo que lo que quieres decir con “BH se hace más grande” es el horizonte de eventos que se extiende. Y sí, la gravedad está aumentando, es por eso que el horizonte de eventos se está extendiendo, pero creo que lo que quieres saber es si la singularidad se hace más pequeña. Lo hace y es porque la gravedad se incrementa por la gravedad de la materia añadida.

No entiendo bien la pregunta, pero quería señalar algo: la gravedad no se hace “más grande”. Por lo general, la gravedad es directamente proporcional a la densidad del objeto. Los agujeros negros son estrellas muertas súper súper condensadas, y la única forma en que se hacen “más grandes” es absorbiendo otros agujeros negros.