¿La emisión de una cantidad finita de ondas gravitacionales de una fusión de agujeros negros significa que no hay singularidad en el agujero negro resultante?

[suspiro] Estoy acosado por maniáticos e idiotas que piensan que saben más que todos los físicos juntos, pero no entienden lo primero sobre el concepto de una masa puntual en la gravedad newtoniana o einsteiniana. También tenemos a aquellos que niegan la posibilidad de ondas gravitacionales, y aquellos que niegan el Teorema de no cabello, que proporciona explícitamente efectos gravitacionales, magnéticos y de giro desde el interior de un agujero negro que se siente fuera del horizonte de eventos.

Si dos masas de puntos newtonianos se fusionaron en una, eso implicaría la liberación de energía gravitacional infinita, mediante la extracción de la energía potencial de [math] -Gm / r [/ math] cuando [math] r [/ math] va a 0.

La versión tensora GR del cálculo, con singularidades de agujero negro para masas de puntos, es más complicada, pero de todos modos llega al infinito. Sin embargo, los códigos GR utilizados para predecir las ondas gravitacionales de las fusiones de agujeros negros no muestran este efecto. A medida que los agujeros negros se acercan antes de la fusión, su velocidad orbital aumenta, y también lo hace su salida de ondas gravitacionales. Esto se llama la fase chirp. Pero a medida que se acercan aún más, después de que se fusionan sus horizontes de eventos, el aumento en las emisiones de ondas gravitacionales se detiene y revierte, en una etapa llamada ringdown. Esto se describe como un agujero negro deformado resultante de la fusión que se relaja en un simple agujero negro giratorio.

Pero una masa puntual, una singularidad, no puede deformarse y no puede girar. Por lo tanto, falta algo en las descripciones que se nos han dado. ¿Qué es?

Las energías de onda gravitacional generadas en la fusión provienen de la energía rotacional, pre y durante la fusión, y de la energía potencial gravitatoria previa a la fusión. Ninguno es infinito. los números se calculan y fueron para la fusión observada, a 3 masas solares.

También hay un cálculo teórico de lo máximo que se puede extraer en una fusión, hecho fácilmente desde la teoría y el teorema de que la entropía del agujero negro no puede disminuir. Dado que la entropía para un agujero de falta incluye un término debido a la masa (energía) y la rotación, y la entropía es irreducible, se puede afirmar que la energía es igual a un término llamado la energía irreducible más la energía de rotación. Cuando inserta números en la ecuación que la energía total irreducible es igual o mayor que la de los dos agujeros negros originales, puede obtener el límite estableciéndolos como iguales. Se realizó en algunos de los primeros artículos que Hawkins escribió sobre la entropía de los agujeros negros. Para agujeros negros de igual masa es el 29 por ciento de la masa total (energía).

Lo que puede obtener no tiene nada que ver con la singularidad, como se dijo antes. La singularidad después de que se forma el horizonte de ventilación está totalmente desacoplada del espacio-tiempo fuera del agujero negro. En cualquier caso, la singularidad simplemente significa que la física de la relatividad general que usamos para llegar a la singularidad no funciona en o cuando uno se acerca a la singularidad. La solución estaría dada por una teoría cuántica de la gravedad que aún no se ha determinado, a pesar de que existen varias teorías candidatas (llamadas hipótesis) como la gravedad cuántica de bucles y la teoría de cuerdas. En física, los infinitos, excepto en el espacio o en t, no existen tamaños y duraciones.

No hay relación entre las ondas gravitacionales, generadas en el espacio-tiempo exterior del agujero negro, y las singularidades dentro de los horizontes.

Las ondas gravitacionales viajan a lo largo de geodésicas nulas y nunca pueden escapar del interior del agujero negro.

Las singularidades no son objetos, sino el lugar donde terminan las líneas del mundo, por lo que no es realmente algo que pueda fusionarse de manera significativa, es decir, no se puede modelar lo que no existe, tomar dos de esos y luego agregar existencias juntos. Es más exacto decir simplemente que el espacio negro del agujero negro se fusiona.

La energía liberada por la singularidad estaría dentro del horizonte de eventos, por lo que incluso si se liberara, nunca la veríamos, ya que nunca podría escapar del agujero negro.

Entonces la respuesta es no, la liberación de energía GW finita no dice nada acerca de si existe una singularidad.

No veo por qué habría energía de onda infinita. Cada agujero negro tiene una masa finita y contiene algo de energía finita, no puede producir nada de energía infinita. Entonces no, no creo que esta implicación sea cierta.

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