¿Las leyes de conservación de la naturaleza (momento angular, carga, color, etc.) son válidas cerca de un horizonte de Agujero Negro o Evento?

Sí, estoy de acuerdo con las dos primeras respuestas. Desde un punto de vista más teórico, el teorema de Emmy Noether y sus generalizaciones modernas subyacen a la comprensión moderna de las leyes de conservación: una cantidad conservada surge de cada simetría de una teoría. Más técnicamente, las simetrías continuas de la acción (integral en el tiempo del lagrangiano) generan corrientes conservadas localmente, por lo que hay una carga conservada en cada pequeño volumen que cambia en el tiempo solo por la cantidad de corriente de carga que fluye dentro o fuera del volumen.

La relatividad general es una teoría de campo clásica de la métrica, con una acción a la que solo puede agregar una acción (covariante) para el resto de la física. Luego, las simetrías físicas (tales como las transformaciones de calibre local que describen la fuga eléctrica y las interacciones fuertes) garantizan todas las leyes de conservación habituales, con o sin un horizonte de eventos en cualquier solución específica de las ecuaciones combinadas de movimiento.

Curiosamente, si bien la simetría de traslación de tiempo (que genera la conservación de la energía) se aplica a los agujeros negros estacionarios (para que pueda definir una masa conservada = “energía en el infinito”), NO se aplica a las soluciones cosmológicas … por ejemplo, el universo en expansión. Por lo tanto, la conservación de la energía no es una característica fundamental de la cosmología, y puede crear “gratis” todo el universo observable de masa solar 10 ^ 25 a partir de una semilla de tamaño subatómico y masa de Planck antes de que se infla. No salgas del extremo profundo con eso, la masa / energía del universo puede considerarse equilibrada por la energía gravitacional negativa; puede derivar una energía local que se conserva, básicamente, moviendo un pseudotensor que describe la “energía de estrés del campo gravitacional” desde el lado izquierdo “geometría” de la ecuación de Einstein al lado derecho de “energía de estrés de la materia” . Pero Noether no garantiza una conservación limpia de la energía cosmológica porque lo que nos gustaría pensar como energía de estrés de campo gravitacional no es en realidad un tensor covariante.

Dejaremos de lado la unitaridad mecánica cuántica (una especie de conservación de la probabilidad), porque lo que sucede cuando se evapora un agujero negro es una cuestión de investigación controvertida y sin resolver (y resolver la unificación de la gravedad y la mecánica cuántica excede el alcance de esta respuesta! -)

Las leyes de conservación, si son verdaderas, son válidas en todas partes. Cerca de horizontes de eventos, incluso cruzando horizontes de eventos …

Así que echemos un vistazo a algunos de estos:

Color: este es uno interesante. Solo podemos observar el color blanco. Los cargos de color deben permanecer en equilibrio. Si proporciona suficiente energía para tratar de eliminar un solo quark, la energía que proporcione producirá otro par de quarks para que el color total pueda permanecer blanco. Esto incluso se aplica al horizonte de eventos de un agujero negro. Presumiblemente, si un quark en un protón cruzó el horizonte de sucesos, y luego proporcionó suficiente energía para alejar a los otros dos, la energía que proporcionó daría como resultado una carga blanca neta para el protón, y otro quark para hacer que caiga un medón blanco en el agujero negro

Momento angular: es interesante observar que el espacio en sí puede contener el momento angular. Entonces, cuando ve algo congelado en el tiempo cerca del horizonte de eventos, el espacio en sí tiene suficiente momento angular para equilibrar las ecuaciones. Es por eso que un agujero negro puede tener un giro neto …

La carga eléctrica es otra divertida. Uno tiene que preguntarse qué sucede con los campos eléctricos cerca de un agujero negro. Los fotones pueden entrar en el agujero negro, pero no pueden salir. Pero los campos eléctricos comprenden fotones virtuales, no fotones reales. Las partículas virtuales siguen un conjunto diferente de reglas. Hasta que interactúen con una partícula real, pueden tener propiedades completamente no físicas. Es solo que los promedios deben ser correctos. Entonces, para comprender completamente el efecto que tiene un agujero negro en un campo eléctrico, necesita la gravedad cuántica para describir esas interacciones. Pero mientras tanto, podemos jugar con la regla de No Drama, que nos dice que la materia cerca de un horizonte de eventos ni siquiera puede decir que existe un horizonte de sucesos. Entonces los campos eléctricos todavía se comportan normalmente.

La regla de No Drama realmente también te da la respuesta a todo lo demás. Si no puede distinguir la diferencia, se deben aplicar las mismas leyes de conservación.