¿El pozo de gravedad de un agujero negro realmente perfora la tela del espacio-tiempo?

Bien, bienvenido a la teoría de la relatividad. La primera regla de la teoría de la relatividad es que no dices “tejido del espacio-tiempo”. O insinúas que el espacio-tiempo es un “tejido”. Especialmente nunca hables de “rasgar”, “rasgar” o “pinchar” el espacio-tiempo.

Ahora que hemos establecido lo que no es el espacio-tiempo, hablemos de lo que es. O, más bien, lo que nos importa en la relatividad general. En la relatividad general (GR), el objeto fundamental es el campo métrico. ¿Qué es una métrica? En un colector curvo, las distancias se miden con un tensor métrico. En el espacio-tiempo plano (donde no hay energía de masa o impulso para generar curvatura), la métrica es la métrica de Minkowski, [matemática] \ eta _ {\ mu \ nu} = \ begin {pmatrix} -1 && 0 && 0 && 0 \\ 0 && 1 && 0 && 0 \\ 0 && 0 && r ^ 2 && 0 \\ 0 && 0 && 0 && r ^ 2 \ sin ^ 2 \ theta \ end {pmatrix} [/ math]. Para los vectores [matemática] x ^ {\ mu} = \ langle ct, r, \ theta, \ phi \ rangle [/ math], [math] ds ^ 2 = \ eta _ {\ mu \ nu} dx ^ {\ mu } dx ^ {\ nu} = – c ^ 2 dt ^ 2-dr ^ 2-r ^ 2 d \ theta ^ 2-r ^ 2 \ sin ^ 2 \ theta d \ phi ^ 2 [/ matemática].

Pero en un espacio-tiempo curvo, los términos de la métrica (generalmente, la métrica está representada por [math] g [/ math]. [Math] \ eta [/ math] está reservada para espacio-tiempo plano) no son constantes. En la métrica de Schwarzchild, por ejemplo [matemáticas] g [/ matemáticas] [matemáticas] _ {\ mu \ nu} = \ begin {pmatrix} – (1- \ frac {2GM} {c ^ 2 r}) && 0 && 0 && 0 \\ 0 && \ dfrac {1} {1- \ frac {2GM} {c ^ 2 r}} && 0 && 0 \\ 0 && 0 && r ^ 2 && 0 \\ 0 && 0 && 0 && r ^ 2 \ sin ^ 2 \ theta \ end {pmatrix} [/ math]. Si observa que como [math] r \ rightarrow 0 [/ math], la métrica se convierte en singular (hay divisiones por cero). Ahora, puede notar que hay una aparente singularidad en [math] r = \ frac {2GM} {c ^ 2} [/ math]. Esa no es una singularidad “verdadera”, porque puede realizar una transformación de coordenadas en un sistema de coordenadas donde no hay singularidad allí. Sin embargo, la singularidad en [math] r = 0 [/ math] es una singularidad “verdadera” porque no hay transformación de coordenadas que “elimine” la singularidad.

Qué significa eso? Como la métrica es cómo representamos el espacio-tiempo, y no está definida en [math] r = 0 [/ math], ese punto no es parte del espacio-tiempo. No es solo otro punto en el espacio-tiempo; De nuevo, ni siquiera es parte de la variedad. Entonces, con esto en mente, ¡debería estar equipado para responder la pregunta usted mismo!

Diferentes físicos darán diferentes respuestas a esto porque no hay un modelo único acordado de un agujero negro.

En el modelo de Einstein, por ejemplo, el espacio continúa más allá del horizonte de eventos y las curvas (se contrae) a una dimensión cero en la “singularidad”. Muchos físicos aceptan esto sin considerar la dificultad que ocurre en este punto “cero” de la singularidad, es decir, que existe una densidad infinita de materia, y esta densidad debería ser equivalente (o mayor que) a las condiciones en el Big Bang. El hecho de que no se produzca una gran explosión debido a la creación de un agujero negro apunta a una falacia en todos los modelos que se adhieren al uso de la Relatividad General como una explicación completa de la curvatura del espacio dentro del agujero negro.

Además, a medida que el tiempo llega a cero en el horizonte de eventos, otra pregunta interesante se convierte en “¿qué está haciendo el tiempo al otro lado del agujero negro?” Si el tiempo tuviera un carácter “continuo” de modo que fuera matemáticamente diferenciable de manera continua, entonces se podría esperar que el tiempo en el “otro lado” del agujero negro se volviera negativo o al revés. A Einstein no le gustó la idea de la inversión del tiempo porque eso potencialmente crearía problemas de causalidad y se ocupó de esto cambiando las direcciones tanto en el espacio como en el tiempo en el horizonte de eventos. Esto todavía permite que la materia cruce el horizonte de eventos. Sin embargo, dado que se supone que nada puede salir de un agujero negro, esto llevó al problema posterior de “pérdida de información” a un agujero negro (Paradojo negro, Hawking). Décadas de controversia siguieron a esto, ya que la idea parecía violar la noción mecánica cuántica de que “la información no podía perderse”.

Una de las últimas soluciones al problema de la información es la idea de AMPS Firewall (AMPS = Almheiri, Marolf, Polchinski y Sully) que propone esencialmente que el espacio-tiempo termina en el horizonte de eventos y que la “información” de la materia se convierte en energía que permanece en el horizonte de eventos / límite de espacio-tiempo.

Un problema importante gira en torno al concepto de gravedad que se emplea dentro de un modelo. La ecuación de Einstein, por ejemplo, relaciona la gravedad con la masa de una manera que permite que tanto la masa como la gravedad ocupen el mismo punto, y que finalmente permita el problema de densidad infinita de las singularidades de los agujeros negros. El modelo de Einstein tampoco logró explicar la gran diferencia de fuerza entre el electromagnetismo y la gravedad (40 órdenes de magnitud).

Si bien la Relatividad General no dijo mucho sobre la naturaleza de la gravedad, la teoría de cuerdas terminó haciéndolo, e indicó que la gravedad estaría separada de las “branas” que contenían la materia, pero que podría pasar a través de las branas. Sin embargo, esta idea de bucles de gravedad muy móviles no transmite un mecanismo claro para una fuerza uniforme de acoplamiento entre los bucles de gravedad y la materia. Una solución a ese problema de acoplamiento es el modelo Randall-Sundrum (RS-1) que tiene una membrana de gravedad a una distancia fija de la membrana de “materia”, lo que permite un debilitamiento exponencial de la gravedad a lo largo de la distancia para tener en cuenta la muy débil fuerza medida de gravedad en la materia brane. En RS-1, la brana de gravedad se considera una dimensión separada con un espacio “masivo” entre las branas de gravedad y materia. Este atributo proporciona una posible idea de trabajo para la pregunta de qué sucede en el agujero negro.

Especulación:

Si se utilizó el modelo RS-1 para modelar un agujero negro, entonces el horizonte del agujero negro sería la materia brane. Continuaría manteniendo los componentes electromagnéticos de la materia (y, en consecuencia, el componente de “información” de la materia) mientras que el interior del agujero negro sería la dimensión de la membrana de gravedad y el volumen. Si se continúa con la idea de RS-1, se podría encontrar que la membrana de gravedad formó un caparazón interno a la membrana de la materia y que las dos branas estaban separadas solo por una distancia muy pequeña (una distancia menor de la que existiría para la materia no ligada a un agujero negro)

En esencia, tendrías un caparazón de gravedad gaussiano subyacente a un caparazón de una brana de materia. El efecto acumulativo de toda la gravedad debería ser la reducción de la distancia entre la gravedad y las branas de materia, y eso significaría una mayor interacción de la gravedad con la materia en la membrana de materia. Esta mayor interacción gravitacional provocaría un aumento de los niveles de energía en la membrana de la materia, las longitudes de onda disminuirían y el “tamaño” de las partículas se reduciría. Esto también puede aparecer como un aumento de la curvatura.

En tal estructura, el centro de gravedad aún estaría en el centro del agujero negro esférico, incluso si ese es un espacio completamente voluminoso. No habría necesidad de una singularidad.

Este tipo de estructura aún debería poder explicar la gravedad, la carga y el giro del agujero negro, ya que toda la información de partículas que definiría esas propiedades aún permanecería. Nada a nivel cuántico necesita ser destruido, permitiendo que la evaporación del agujero negro libere la información capturada.

En cuanto a lo que sucedería cuando chocaste contra un agujero negro con esta estructura, la dilatación del tiempo implicaría que una masa impactante se ralentizaría a medida que se acercara al horizonte y, al entrar en contacto con el horizonte, la masa se descompondría y se untaría el horizonte, aumentando el área del horizonte.

Si eso sucediera, la información de las partículas (incluso la luz electromagnética) se conservaría, aunque en forma aplanada sobre el horizonte, y se reduciría, por el efecto de la gravedad acumulativa del agujero negro, hasta el punto donde el tamaño final de la partícula ahora es proporcional a Su masa original.

No hay necesidad de preocuparse. Los agujeros negros no existen.

¿Sabes lo que Einstein quiso decir con “espacio-tiempo”, que no posee ni implica una tela?

¿Realmente sabes por qué concibió el término? Porque si no, ve y lee sus publicaciones en lugar de perder el tiempo con agujeros negros falsos.

El tiempo no puede existir en la teoría general de la relatividad del punto de referencia dual de Einstein, que se trata de la órbita de Mercurio alrededor del Sol y no de los agujeros negros. BH es matemática manipulativa. El tiempo no puede existir porque usa dos esferas opuestas de diferente magnitud como puntos de referencia separados por una gran distancia y usa una varilla de medición indivisiblemente pequeña, un borde recto, para medir la circunferencia y el diámetro de ambos desde un solo punto de referencia, el suyo. Solo la circunferencia de una esfera dividida por el diámetro, en el universo de Einstein, puede ser igual a Pi. El otro no puede. Es> Pi porque la varilla de medición indivisiblemente corta sufre una “contracción de Lorentz”. Sin embargo, se supone que la varilla de medición indivisiblemente pequeña de Einstein es extremadamente corta, Einstein la hace aún más corta, por lo tanto, más tics de la circunferencia mientras el diámetro permanece como está, lo que lleva a mayor que Pi. Esta matemática vudú debería revelar al juego que el GToR de Einstein es fundamentalmente defectuoso desde el principio.

No hay tiempo en el “espacio-tiempo”. Solo espacio, definido solo como “gran distancia”. No hay gravedad externa o energía o masa material y definitivamente no hay agujeros negros. Solo un punto de masa ficticio y su supuesto campo gravitacional, pero solo cuando el punto de masa está presente. Cuando no, espacio = cero.

No estoy seguro de estar de acuerdo con algunas de las respuestas.

La respuesta corta es que no estamos seguros. Primero, debemos definir lo que queremos decir con “pinchado”. Lo consideraría como un lugar donde las leyes de la física ya no pueden describirse, lo que posiblemente conduzca a una suspensión del concepto de espacio-tiempo en (o justo antes) de la singularidad.

Esto es bastante posible, aunque no hay forma de que podamos probar tal teoría. Para la materia que ingresa a una densidad crítica, el principio de incertidumbre (expresado como ∆E ∆t ≥ 1/2 h_bar, y sí, el tiempo continúa bien en el marco de referencia de la materia que va más allá del radio de Schwarzschild) impediría el conocimiento exacto de lo que está “dentro “. Esta es probablemente una región muy pequeña; para la calibración, el tiempo en el cual el principio de incertidumbre fue “superado” durante el Big Bang (que probablemente fue generado por una singularidad) fue de aproximadamente 10 ^ -35 segundos. No entendemos si las leyes de la física que conocemos se aplican incluso en tales condiciones. Esto encajaría en mi definición de “pinchazo” del espacio-tiempo.

La punción del espacio-tiempo es uno de los mecanismos invocados para especular sobre un tejido de universos múltiples o “bebés”, que posiblemente podrían originarse en singularidades en algunos o muchos “universos primarios”. En estas especulaciones, de hecho podría haber “grandes explosiones” generadas por los agujeros negros, si tal concepto fuera más allá de nuestra capacidad para describir la física más allá del principio de incertidumbre.

Tenga en cuenta que las leyes de la física fuera de un agujero negro se aplican sin cambios, por lo que nuestras especulaciones sobre la posible perforación del espacio-tiempo no tienen consecuencias observables. Los agujeros negros son bestias domesticadas (a menos que te acerques demasiado).

En primer lugar, tu pozo de gravedad es una imagen, no un hecho. Pero si lo usamos, entonces

segundo, no es un pozo en el espacio; pero un bien “a tiempo”.

Solo piensa en ello:

El “efecto de gravitación” es el bloqueo de la expansión; así que no hay más expansión en un volumen de espacio afectado por la gravitación (como en una galaxia). Pero, ¿qué pasó con ese volumen de espacio?

La respuesta es que simplemente se le impidió seguir la expansión en la flecha de Tiempo. Lo que significa que se detuvo A TIEMPO, no en el espacio.

Ahora volviendo a su pregunta:

¿La gravedad de un agujero negro realmente perfora la tela del espacio-tiempo ?

El tiempo no tiene tejido de ningún tipo. El tiempo es una réplica exitosa de puntos unidimensionales euclidianos en una trayectoria recta hacia el futuro; que llamamos la flecha del tiempo.

Ahora, la energía de masa puede ejercer suficiente presión sobre un punto euclidiano para volver a subir en la flecha del tiempo. Con suficiente energía de masa, el punto (de hecho, el centro de gravedad de un volumen espacial) puede retroceder directamente al comienzo de la flecha de Tiempo. Eso es lo que produce un agujero negro. No se necesita poncture.

No, los agujeros negros no perforan el espacio-tiempo. El horizonte de eventos está a solo una distancia finita del exterior (resto del universo) y el tiempo se ha congelado en la superficie, por lo que en realidad son bestias bastante mansas. Las imágenes que ves de una espiga que desciende se relacionan con la supuesta singularidad dentro del agujero negro; son altamente especulativos y probablemente no existan.

La masa de un agujero negro no es infinita. Por lo tanto, distorsionaría el espacio de la misma manera que una estrella normal tendría la misma masa. La única diferencia es que la tela del espacio-tiempo se estira más suavemente para una estrella o planeta en comparación con un agujero negro que se estira muy abruptamente cuando te acercas mucho. A distancias lejanas, los planetas o los escombros sienten la atracción de la masa total, sin importar cuán densa sea.

Si cuentas el estiramiento infinito como punción, tal vez.

Su pregunta está en el ámbito de la metafísica. Eso significa que la respuesta de nadie es mejor que la de cualquier otra persona.

Dicho esto, voy a arrojar mi creencia en las respuestas que dicen que sí. Mi creencia dice que el pozo de gravedad de un agujero negro crea una singularidad que perfora el tejido de nuestro universo y continúa suministrando la energía de otro universo.

¡Lo que sucede más allá del horizonte de eventos ESTÁ más allá del horizonte de eventos!

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