¿Es la singularidad en el centro de cada agujero negro del mismo tamaño, independientemente de la masa del agujero negro?

Lo primero que debe darse cuenta es que la singularidad en el centro de un agujero negro solo ocurre en las matemáticas, no es un objeto que aparece en la vida real.

No me malinterpreten, puede haber algún objeto que corresponda a la singularidad matemática, simplemente no sabemos qué podría ser.

La palabra “singularidad” en este contexto, es un término técnico en matemáticas que simplemente significa “no sabemos lo que está sucediendo aquí”.

En matemáticas, hay muchos tipos diferentes de singularidades, para un ejemplo muy diferente de lo que generalmente piensas, busca “matriz singular”. Te interesan los geométricos.

Entonces, una singularidad geométrica es un conjunto de puntos en el espacio donde las ecuaciones que le interesan dan respuestas sin sentido. En el caso de la gravitación, la ecuación familiar F = GMm / r ^ 2 para la gravedad newtoniana de una masa esférica tiene una singularidad geométrica en r = 0 que es un punto único … tiene un volumen cero y el concepto de “tamaño” no aplicar a ella.

Sin embargo, notará que la Tierra, aunque es una masa esférica (ish), no tiene ningún punto en el que la gravedad sea infinita. La singularidad solo existe en la ecuación. Necesitas aferrarte a esa noción.

La singularidad en las matemáticas para un agujero negro sin rotación, sin carga, es un punto. Justo como el de la gravedad newtoniana de arriba. Es lo mismo para todas las masas, pero el concepto de “tamaño” no se aplica a un punto de dimensión cero. Ni siquiera está claro que tal cosa como una masa puntual pueda existir en la realidad. No hay evidencia de que pueda y las ecuaciones de los agujeros negros son la única razón para considerar la posibilidad.

Cambia con el tipo de agujero negro. Por ejemplo, si el agujero negro está girando pero aún sin carga, entonces la singularidad en las matemáticas es un círculo.

El tamaño de un agujero negro se caracteriza más útilmente por el tamaño de sus diversos horizontes, incluso. En el caso más simple de un agujero negro sin carga y sin rotación, ese sería el radio de Schwarzchilde.

Este radio es diferente para diferentes masas.

No hay singularidad. El Principio de incertidumbre nos dice que las partículas no pueden confinarse en una región más pequeña que sus longitudes de onda.

Asumo la física del modelo estándar aquí. La teoría de cuerdas u otras hipótesis podrían decir lo contrario, si logran hacer predicciones a este nivel, o si podemos hacer observaciones para elevar una de ellas al nivel de una teoría.

Los objetos más densos, aparte de los agujeros negros, son enanas blancas y estrellas de neutrones, ambas sostenidas por la presión de degeneración de fermiones de electrones, neutrones o posiblemente quarks. Todos los fermiones obedecen el Principio de Exclusión de Pauli, que requiere que estén en diferentes estados cuánticos, incluida la posición. Cuando esas presiones fallan, no hay otra forma alternativa de fermión para tomar su lugar. Entonces, los fermiones que caen en un agujero negro se convierten en bosones, que no obedecen ese principio, y todos pueden estar en el mismo lugar al mismo tiempo.

• Fotones (fuerza electromagnética)
• Bosones W y Z (fuerza débil)
• Gluones (fuerza fuerte)
• Bosones de Higgs (campo de masa)
• Quizás gravitones (gravedad), si existen
• Quizás otros bosones de los que sabemos poco o nada

Entonces, el núcleo de cada agujero negro consiste en bosones en cantidad, al menos varias masas solares de ellos. Es posible que las proporciones de varios bosones varíen con la masa del agujero negro. Pero los núcleos son casi del mismo tamaño, más pequeños que los átomos pero mucho más grandes que la longitud de Planck. Depende de cuáles son los bosones de longitud de onda más larga y de menor energía además de los fotones.

A menos que el modelo estándar se descomponga, y algo más resulte ser fundamental.

Este universo tiene un agujero negro como horizonte de eventos, formado por la masa neta, el momento angular neto y la carga neta. Cualquier inferencia de “singularidad” es defectuosa, es un pensamiento plano.

Considere que estamos cayendo de nuestro horizonte de eventos Big Bang, a nuestra singularidad futura fría, oscura e infinitamente difusa, y todo se dirige a la misma singularidad, sin importar dónde se originó o cuán lejos está de nosotros en este momento. . Destrozado y súper frío. “Tamaño” no tiene sentido.

Entonces, “ La pregunta supone hechos que no están en evidencia, que nunca pueden medirse directamente. Entonces no hay singularidad. ”

Primero, una palabra de precaución: una singularidad es un concepto , no un objeto probado y existente.

Para responder la pregunta, suponiendo que exista la singularidad advertida anteriormente, entonces sí, la singularidad es del mismo tamaño para cualquier agujero negro: cero . Eso es lo que es una singularidad: cualquier masa finita en un espacio infinitamente pequeño, es decir, espacio de volumen cero .

Cada singularidad está definida por esa propiedad. Si tiene un “tamaño” distinto de cero, no puede ser una singularidad.

Un agujero negro giratorio tendrá una singularidad de anillo en lugar de una singularidad de punto.

No sabemos qué hay más allá de la cubierta del horizonte de eventos, sin embargo, las matemáticas indican el tamaño más pequeño posible llamado escala de Planck.

Una docena de años atrás, había un artículo científico estadounidense que hablaba de las capas de cebolla que componen cada una de las estrellas oscuras, que después de ser aplastadas en neutrones, la materia se aplasta aún más en materiales cada vez más densos como la materia de quark o gluones, etc.

El artículo esencialmente afirmaba que nunca habría una singularidad, solo estrellas cada vez más densas, de las cuales cada capa debajo sería cada vez más densa.

Tendré que encontrar y publicar el artículo más tarde.

Se llama singularidad porque ese es el punto en el que las matemáticas se descomponen. Todo lo que podemos decir con certeza es que, según la Relatividad General, una vez que la masa está en un volumen lo suficientemente pequeño, sufre un colapso total. El límite de este proceso es el volumen cero y la densidad infinita, y siempre que sus ecuaciones devuelvan una respuesta de infinito, es muy probable que no esté abordando el problema correctamente.

Básicamente, estamos seguros de que esta no puede ser toda la historia, pero nadie ha descubierto qué es todavía.