¿Son teóricos los agujeros negros?

Primero se entendieron como predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein, al nivel teórico al principio. A saber, los tiempos espaciales de agujeros negros, como la conocida geometría de Schwarzchild, son soluciones de las ecuaciones de campo de Einstein (de la relatividad general).

Teóricamente se describió que las propiedades físicas de tales entidades, en particular el comportamiento de la luz y la materia en la vecindad de estos objetos, eran extremadamente exóticas, debido principalmente a las propiedades extremadamente extrañas y maravillosas del horizonte del agujero negro .

Al principio, tales nociones se consideraban mucho, ya que ahora podría estar pensando en ellas, como artefactos puramente teóricos, completamente dispares de cualquier cosa física. Sin embargo, su existencia se puede inferir experimentalmente a pesar de su naturaleza ingenuamente oscura (¡está en el nombre!) Al buscar signos de las formas características en que la luz y la materia se comportan cerca de un agujero negro.

Hoy en día, sin embargo, creemos que hemos observado varios casos de agujeros negros supermasivosrealmente, agujeros negros realmente grandes!) Como los (supuestamente) comúnmente ubicados en los centros de las galaxias (¡incluido el nuestro!). ¡Una de las pruebas más convincentes que tenemos en los últimos tiempos proviene de la detección muy reciente de ondas gravitacionales por el detector LIGO!

¡Las ondas gravitacionales en cuestión fueron producidas por una fusión de dos agujeros negros extremadamente masivos mientras “bailaban” uno alrededor del otro en una especie de vals cósmico fatal!

Los agujeros negros son muy populares entre los físicos, pero pocos físicos están bien versados ​​en relatividad general. A partir de este fenómeno, ha crecido la creencia de que los agujeros negros son el resultado de una teoría bien establecida.

Puedo salirse con la suya, pero cualquier físico profesional que se atreva a criticar la teoría debería tener una teoría sólida detrás de él, expresar su crítica con palabras bien elegidas o sufrir las consecuencias. De esta manera, las voces decentes son aplastadas. Es una cosa animal social.

También existe la noción subyacente de colapso inexorable de la materia bajo su propio peso. Este es un concepto fuera de lugar que es natural en la gravedad newtoniana, pero la noción no se traduce bien en la teoría de la relatividad.

He adquirido un artículo escrito por Penrose [1] sobre el colapso gravitacional, alrededor de 1960. En este artículo, elude el tema. Primero demuestra el colapso esférico asimétrico de la materia, luego simplemente deja de lado la formación de un horizonte causal en un tiempo finito y presiona hacia adelante hasta el colapso, con la esperanza de que no tengamos demasiadas objeciones al gran agujero negro en la presentación. (Seguramente, llenarán ese vacío en un momento posterior, nos aseguramos a nosotros mismos en la década de 1960).

Incluye un bonito dibujo del colapso del agujero negro. Echa un vistazo a eso.

Lo que no notaremos en el dibujo es el tiempo infinito , medido en el reloj de un observador estacionario externo, requerido para la caída de materia que viaja desde la superficie C3 al horizonte S2.

En una lectura de Hawking, dirige con éxito nuestros pensamientos en otras direcciones usando párrafos largos y llenos de oraciones más largas y palabras de 10 dólares con el mismo efecto. Después de una relectura agotadora dos veces para localizar la respuesta que seguramente perdimos, es hora de rendirse.

Aquí estamos en 2016, y el agujero en la teoría sigue sin cumplirse.

Hawking es el backpeddling actual [2] [3] como resultado de un segundo problema que ha surgido [4] con azadas negras.

.

Desafortunadamente, la única referencia que está dentro del alcance de la mayoría de los legos es [4].

[1] Colapso gravitacional y singularidades espacio-temporales, R. Penrose, Physical Review Letters, Volumen 14, # 3. (1965) http://quantum-gravitation.de/me

[2] Preservación de la información y pronóstico del tiempo para agujeros negros, SW Hawking https://arxiv.org/pdf/1401.5761.pdf (2014)

[3] Pelo suave sobre agujeros negros, SW Hawking [1601.00921] Pelo suave sobre agujeros negros (2016)

[4] Sobre el desacuerdo caballeroso entre Leonard Susskind y Stephan Hawking sobre el problema de información del agujero negro. La Guerra del Agujero Negro Wikipedia

Sí, pero de la misma manera es la relatividad general. Numerosas fórmulas (comenzando con el límite de Chandrasekhar, refiriéndose al colapso gravitacional de una estrella, luego yendo a la teoría general de la relatividad y la observación a través de lentes gravitacionales y la existencia de discos de acreción que rodean el horizonte de eventos) sugieren (y requieren) su existencia. Un agujero negro es realmente una singularidad infinitamente densa que surge de una estrella en la que la presión de degeneración de electrones (presión entre átomos) no fue suficiente para evitar la poderosa gravedad que emite dicha estrella.

Entonces, para todos los propósitos reales, existen, y debido a los avances en lentes gravitacionales y al descubrimiento de ondas gravitacionales, se pudo observar directamente pronto.

Cygnus X-1 es actualmente un candidato muy convincente para ser un agujero negro. Otro es el agujero negro supermasivo que se dice que existe en el centro de la Vía Láctea, debido a la velocidad de rotación de la materia más cerca del centro. Se trata de unos 100 millones – mil millones de masas solares.

Los agujeros negros de cierto tipo son una consecuencia teórica de las propiedades de la Relatividad Especial de Einstein, y quizás algunas teorías más básicas relacionadas con la gravedad newtoniana. Las cosas con las propiedades aparentes supuestamente se han observado en el espacio y se han creado en los grandes laboratorios. Hay pocos argumentos de que hay objetos con suficiente gravedad para hacer que la velocidad de escape sea más rápida que la luz. Existen algunos argumentos sobre si la dilatación del tiempo puede evitar la formación de una “singularidad” de dimensión cero, o si los agujeros deberían llamarse negros si la Radiación de Hawking pudiera escapar.

Han sido observados. Sé que algunos pueden ser difíciles de entender porque técnicamente no se puede “ver” un agujero negro. Pero podemos ver el efecto de la gravedad a su alrededor y podemos ver que a menudo no vemos nada allí para producir dicha gravedad. El agujero negro súper masivo en el centro de nuestra galaxia tiene varias estrellas orbitando a su alrededor. Algunos muy cerca del agujero negro. Obtenemos medidas muy precisas de las órbitas y podemos decir cuánta masa hay.

Entonces no, no son solo teóricos sino un hecho de nuestro universo.