¿Pueden los gravitones escapar del horizonte de eventos de un agujero negro? Si no, ¿cómo podemos detectar la gravedad del agujero negro?

para convertir esas declaraciones singsong en matemáticas útiles. Después de una década de trabajo, y cubos de geometría diferencial (necesarios para lidiar con sistemas de coordenadas desordenados como la superficie de la Tierra, o peor, el espacio-tiempo curvo) las “Ecuaciones de campo de Einstein” eventualmente se derivaron, y presumiblemente llevan el nombre de la inspiración de Einstein: el infame profesor Field.
Esto es técnicamente 16 ecuaciones (μ y ν son índices que toman 4 valores cada uno), sin embargo, hay trucos para reducirlo a 6 ecuaciones más tranquilas.
El lado izquierdo de este horrible desastre describe la forma del espacio-tiempo y lo relaciona con el lado derecho, que describe la cantidad de materia y energía (no importa cuál) presente. Esta ecuación se basa en dos principios: “la materia y la energía hacen la gravedad … de alguna manera” y “cuando no sientes un empujón o un tirón en ninguna dirección, entonces te mueves en línea recta”. Ese empuje o tracción se define como lo que mediría un acelerómetro. Entonces, los satélites no están acelerando porque siempre están en caída libre, mientras que usted está acelerando en este momento porque si mantiene un acelerómetro, leerá 9.8 m / s2 (1 gravedad terrestre estándar). ¿No es raro? La trayectoria de un objeto que cae libremente (incluso un objeto en órbita) es una línea recta a través de un espacio-tiempo no plano.
Pasando la extraña rareza de la mente; Esta ecuación, y todos los mecanismos matemáticos de la relatividad, funcionan perfectamente para cada predicción que hemos podido probar . Entonces, la investigación experimental le ha dado a la Relatividad General un respaldo rotundo. No se usa / enseña / cree simplemente porque es bonito, sino porque funciona.
Es importante destacar que la curvatura descrita no depende meramente de la presencia de “cosas”, sino de la curvatura del espacio-tiempo cercano. En lugar de ser emitido por una fuente distante, la gravedad es una propiedad del espacio que habitas en este momento, justo donde estás. Este es el punto importante que la demostración de “bola de boliche en una sábana” está tratando de transmitir.
Las ecuaciones de campo de Einstein describen el estiramiento del espacio-tiempo como causado por la presencia de materia y también por la curvatura del espacio-tiempo cercano. La gravedad no “alcanza” más de lo que lo es la bola de metal en el medio.
Así que aquí está el punto. La gravedad es solo una cuestión de la “forma” del espacio-tiempo. Eso se ve afectado por la materia y la energía, pero también se ve afectado por la forma del espacio-tiempo cercano. Si estás lejos de una estrella (o cualquier otra cosa realmente), la gravedad que experimentas no viene directamente de esa estrella, sino del espacio en el que estás sentado. Resulta que si esa estrella se hace más pequeña y se mantiene la misma masa, que la forma del espacio en el que se encuentra permanece casi igual (siempre y cuando se mantenga a la misma distancia, la densidad de un objeto no es relevante para su gravedad). Incluso si ese objeto se derrumba en un agujero negro, el campo de gravedad a su alrededor permanece casi igual; La forma del espacio-tiempo es estable y está perfectamente feliz de mantenerse como está, incluso cuando la cuestión que lo originó originalmente es hacer cosas tontas como ser un agujero negro.
Esto es realmente difícil / casi imposible de asimilar directamente. Todo lo que realmente tenemos son los experimentos y las observaciones, lo que condujo a un par de declaraciones simples , lo que condujo a algunas matemáticas desagradables, lo que condujo a algunas predicciones sorprendentes (incluidas las relativas a los agujeros negros), que hasta ahora han resistido a todos las observaciones de los agujeros negros conocidos que podemos hacer (lo cual es difícil porque son oscuros, pequeños y el más cercano está a unos 8,000 años luz de distancia, lo que no está a poca distancia). Dicho esto: las matemáticas vienen antes de entender, y las matemáticas no son fáciles.
Aquí están las malas noticias. En física tenemos muchas matemáticas, lo cual es bueno, pero no se debe confiar en las matemáticas para predecir la realidad sin muchas pruebas, verificación y experimentos (en última instancia, de ahí proviene la física). Lamentablemente, nunca se escapa información más allá del horizonte de eventos. Entonces, aunque tenemos muchas pruebas que pueden verificar la naturaleza de la gravedad fuera del horizonte (la gravedad aquí en la Tierra se comporta de la misma manera que se comporta la gravedad muy por encima del horizonte), no tenemos forma, incluso en teoría, de investigar el interior del horizonte de eventos. La existencia de singularidades, y lo que sucede en esos escenarios extremos en general, puede ser un misterio para siempre. Tal vez.

El efecto de gravedad de un agujero negro disminuye con la distancia, como todos los efectos gravitacionales.

Hay dos preguntas relacionadas con la pregunta principal de la siguiente manera:

1- ¿Cómo podemos detectar los agujeros negros?

“La primera forma en que detectamos los agujeros negros es por su influencia gravitacional y la segunda forma es observando la materia que cae en el agujero negro”.

“Ilustración del horizonte que rodea el agujero negro. Los agujeros negros están representados por el pequeño punto pesado, los rayos de luz o las trayectorias de partículas que cruzan la línea punteada no pueden volver a cruzarlo “.

2- ¿Un agujero negro come su gravedad?

Según el elemento anterior, si un agujero negro come su propio efecto de gravedad dentro del evento Horizon, cada agujero negro debe ser indetectable.

Entonces, los gravitones pueden escapar del horizonte de eventos de un agujero negro. Ahora la pregunta considerable es: ¿existen realmente los gravitones?

Sin embargo, según la antigua definición de gravitón en la teoría cuántica de campos, la respuesta es: “Seguramente, no, el gravitón no existe”.

En la teoría del campo cuántico, el gravitón no tiene masa con un giro de 2 que media la fuerza del campo gravitacional. Esto se debe a que la fuente de gravitación es el tensor de energía de estrés, un tensor de segundo rango.

Pero las evidencias muestran que el potencial gravitacional está cuantizado. De hecho, la antigua definición de gravitón no puede resolver el problema del vacío cuántico. Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, un vacío no está vacío, y está lleno de pares de partículas-antipartículas que aparecen y desaparecen al azar.

Entonces, necesitamos una nueva definición de gravitón. La nueva definición debería basarse en el desarrollo de viejas teorías y evidencias experimentales.

En la actualidad, el mayor problema en la física teórica es combinar la relatividad general con la mecánica cuántica. Los físicos están tratando de resolver este problema en el contexto de la física moderna o de pensar más allá de la física moderna, mientras que no les ha importado la física clásica.

En todos estos esfuerzos, la física clásica ha sido ignorada, mientras que la naturaleza es única y todos los fenómenos físicos, desde los microscópicos o macroscópicos, obedecen la misma ley.

Para responder a la pregunta de este tema, primero debemos responder a esta pregunta: “¿Cuál es la intersección de estas tres teorías sobre la gravedad?” La intersección de estas tres teorías sobre la gravedad, el énfasis está en la energía. Entonces, para encontrar el respuesta, centrémonos en la energía.

Mecanica clasica

Cada átomo crea su propio campo gravitacional. Además, las partículas como el electrón crean su propio campo gravitacional. No solo las partículas masivas, incluso los fotones llevan sus propios campos gravitacionales que son inherentes a sus energías de masa. El campo gravitacional de una partícula puntual sin masa se calcula primero usando las ecuaciones de campo linealizadas.

¿El campo gravitacional es continuo o discreto?

Las estrellas nacen dentro de las nubes de polvo. Una estrella está compuesta de átomos, cada átomo contiene unas pocas partículas subatómicas y cada elemento tiene su propio campo gravitacional. Entonces, el campo gravitacional de una estrella está formado por la combinación de los campos gravitacionales de sus partículas subatómicas. Cuando una estrella explota, cada parte de ella, como las partículas subatómicas, lleva su propio campo gravitacional.

Muestra que las partículas subatómicas se absorben entre sí, incluso en estrella. En otras palabras, el campo gravitacional está cuantizado.

Campo gravitacional

En mecánica clásica, el campo gravitacional g alrededor de una masa de punto M es un campo vectorial que consiste en cada punto (con la distancia r de la masa de punto M) de un vector que apunta directamente hacia la partícula que viene dada por:

Con respecto al concepto de partículas de intercambio en la teoría del campo cuántico y la existencia de gravitón, cuando una partícula / objeto está cayendo en el campo gravitacional, pasa de una capa baja a una densidad de gravitones más alta. Por lo tanto, debemos investigar el impacto de cambiar la densidad de los gravitones en los gravitones de intercambio entre las partículas que en adelante se harán.

¿Por qué los gravitones escapan del horizonte de eventos?

La razón es que la velocidad de escape de un cuerpo masivo está relacionada con la velocidad del gravitón que se describe a continuación:

En mecánica cuántica, el concepto de una partícula puntual se complica por el principio de incertidumbre de Heisenberg, porque incluso una partícula elemental, sin estructura interna, ocupa un volumen distinto de cero. Según la mecánica cuántica de que el fotón y el electrón son partículas no estructuradas, no podemos responder las preguntas sin respuesta.

Hay muchos artículos que muestran que el fotón tiene un límite superior de masa y carga eléctrica, que son consistentes con las observaciones experimentales. Las teorías y experimentos no se han limitado a fotones y también se incluirán gravitones. Para la gravedad ha habido debates vigorosos sobre incluso el concepto de masa de reposo de gravitones.

En las últimas décadas, se discute la estructura del fotón y los físicos están estudiando la estructura del fotón. Alguna evidencia muestra que el fotón consiste en cargas positivas y negativas. Además, un nuevo experimento muestra que la probabilidad de absorción en cada momento depende de la forma del fotón, también los fotones tienen unos 4 metros de largo, lo que es incompatible con el concepto no estructurado.

Para estudiar y comprender la estructura del fotón, necesitamos describir la relación entre la frecuencia y la energía del fotón. El cambio de frecuencia del fotón en el campo gravitacional ha sido demostrado por el experimento Pound-Rebka. Cuando el fotón cae una distancia igual y hacia la tierra, de acuerdo con la ley de conservación de la energía tenemos:

Cargas de color y color magnético

Un fotón con la energía más baja posible también transporta campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, las características de los gravitones ingresados ​​en la estructura del fotón deben comportarse de una manera que, junto con la explicación de la energía del fotón, describa el aumento en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos. En otras palabras, algunos de estos gravitones aumentan el campo eléctrico de los fotones y otros gravitones aumentan la intensidad de los campos magnéticos. Además, no solo un fotón en el nivel más bajo de su energía está formado por algunos de los gravitones, sino que también sus miembros formados tienen propiedades eléctricas y magnéticas que se llaman carga de color y color magnético en la teoría CPH. El siguiente paso es especificar las cargas de color y los colores magnéticos en los que se obtiene prestando atención al menos al cambio en la energía del fotón en un campo gravitacional mientras se mueve hacia el cambio de gravedad azul.

Al producir campos eléctricos positivos y negativos, se forman dos campos magnéticos alrededor de los campos eléctricos que se forman. Por lo tanto, se harán dos grupos de colores magnéticos. Entonces la matriz CPH se define de la siguiente manera:

La matriz CPH muestra la energía de menor magnitud de un fotón.

Energía Sub-Cuántica (SQE)

Utilizamos la matriz CPH para definir energías sub cuánticas positivas y negativas de la siguiente manera: la primera columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica positiva y la segunda columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica negativa, entonces;

La cantidad de velocidad y energía de las energías sub cuánticas positivas y negativas son iguales, y la diferencia entre ellas solo está en el signo de sus cargas de color y dirección de flujo de color magnético.

Fotones virtuales

Hay dos tipos de fotones virtuales, fotones virtuales positivos y negativos que se definen de la siguiente manera:

Un fotón real está formado por un fotón virtual positivo y un fotón virtual negativo:

Allí, n y k son números naturales. Hasta ahora, la producción de energía electromagnética (fotones) se describió mediante el uso del desplazamiento azul gravitacional, en fenómenos inversos, los fotones se descomponen en fotones virtuales negativos y positivos. En el desplazamiento al rojo, los fotones virtuales también se descomponen en energías sub cuánticas positivas y negativas ( SQE s), y las energías sub cuánticas (SQE) también se descomponen en cargas de color y colores magnéticos. Las cargas de color y los colores magnéticos se separan, pierden su efecto entre sí y se convierten en gravitones. Además, existe una relación entre el número de SQEs en la estructura del fotón y la energía (también frecuencia) del fotón.

Entonces, los fotones son una combinación de fotones virtuales positivos y negativos. El fotón es un dipolo eléctrico muy débil que es consistente con la experiencia y se afirman estos artículos. Además, esta propiedad del fotón (dipolo eléctrico muy débil) puede describir la energía de absorción y emisión por partículas cargadas.

Principio de Graviton

Graviton es la unidad de energía más minúscula con masa constante m (G) que se mueve con una magnitud constante de velocidad V (G) de modo que V (G)> c, en todos los marcos de referencia inerciales. Cualquier interacción entre el gravitón y otras partículas existentes representa un momento de inercia I donde la magnitud de V (G) permanece constante y nunca cambia. Por lo tanto;

Basado en el principio de gravitón, la velocidad total de la velocidad de transmisión y la no transmisión de gravitón es constante. Además, la energía de transmisión total y la no transmisión de gravitón es constante, de modo que:

Como la masa y la velocidad del gravitón son constantes, su energía permanece constante y solo su energía de transmisión cambia a energía de no transmisión y viceversa. Los gravitones se combinan entre sí y producen grandes cantidades de cuantos de energía, y la energía se convierte en materia y antimateria. De hecho, todo se ha formado de gravitón. Este enfoque del gravitón nos ayuda a describir el vacío cuántico y generalizar las ecuaciones de Maxwell desde el electromagnetismo hasta el campo gravitacional.

Principio de energía sub-cuántica

Un SQE es una energía muy pequeña con masa NRP (partícula en condición de reposo) m (SQE) que se mueve con velocidad V (SQE)> c en relación con el marco de referencia inercial y en cada interacción entre SQE s con otras partículas o campos, la velocidad el valor de SQE permanece constante; como en cada condición física que tenemos;

El principio SQE muestra que, en cada condición, la masa, la energía y la cantidad de velocidad de SQE permanecen constantes, y solo la velocidad de transmisión V (SQET) y la energía

de SQE se convierten a su velocidad de no transmisión V (SQES) y energía E (SQES), y viceversa. Entonces tenemos;

Velocidad de la luz

De acuerdo con el principio de Relatividad Especial, la velocidad de la luz en el vacío es constante e igual a c para todos los observadores de inercia, y es independiente de la fuente de luz. ¿Cómo podemos concluir este principio utilizando el principio de energía sub cuántica? Primero, de acuerdo con el principio de SQE (que también es el resultado del principio de gravitón), la cantidad de velocidad lineal de SQE depende de la interacción entre SQE y las otras partículas (o campos) en el medio. Entonces, en el vacío, el fotón (luz) no tiene interacción con otras partículas o campos fuera de la estructura del fotón (suponga que el efecto gravitacional del vacío es insignificante), por lo tanto, la velocidad lineal de los SQE en la estructura de los fotones es constante y igual a v (SQE) = c. Además, la velocidad lineal de los fotones virtuales en el vacío es la misma cantidad de c . En general, demostremos la velocidad de los fotones como v (luz), cambia de un entorno a otro que en un vacío es c , significa que la velocidad de la luz en el vacío también es v (luz) = c. Así que eso:

Por lo tanto, la velocidad lineal del fotón depende de las condiciones ambientales. Igual que los gravitones y la energía sub cuántica, pero la cantidad total de velocidad de transmisión y velocidad de no transmisión del fotón es constante y es igual a v (luz), al cambiar las condiciones ambientales, como el fotón entra al agua, una parte de su velocidad lineal se convierte en velocidad no lineal y en este caso tenemos v (luz)

Como muestra el principio de la energía sub cuántica, la velocidad de transmisión total y la velocidad de no transmisión de SQE es siempre constante en relación con el marco de referencia inercial y es una propiedad intrínseca de la naturaleza, que también se ve afectada por el principio de gravitón, porque SQE de se hacen gravitones. Entonces, la cantidad de velocidad de transmisión (en este caso, velocidad lineal) de SQE es independiente de la fuente de luz del emisor.

Velocidad de escape

La velocidad de escape se da como:

Según el número de relación (25, en esta publicación), V (G)> c, los gravitones pueden escapar del horizonte de eventos de un agujero negro hasta que el agujero negro se convierta en el agujero negro absoluto.

Leer más: ¿De dónde vino la energía para el Big Bang?

En mi opinión, esta es una de las preguntas más inteligentes que he visto, y desafortunadamente, no tengo una respuesta inteligente. Según la Relatividad general, la gravedad implica la distorsión del espacio-tiempo, y las ecuaciones de GR siempre parecen funcionar. Sin embargo, el hecho de que una ecuación describa algo no significa que lo comprendamos. Para mí, el problema básico es cómo alguna región externa de un cuerpo “sabe” cuánto distorsionar. Las analogías con láminas de caucho que están distorsionadas están bien, excepto que el caucho tiene propiedades físicas muy definidas que no vemos como “espacio”. Por lo tanto, si el espacio-tiempo puede ejercer tensión en una región adyacente, ¿cómo es que funciona la primera ley de Newton? La masa inercial del cuerpo debería interactuar con el espacio-tiempo, a través del Principio de Equivalencia, pero no lo hace. En mi opinión, todavía hay aspectos de la gravedad que simplemente no entendemos, o al menos yo no.

No hay una respuesta simple a esta pregunta porque no tenemos una teoría cuántica de la gravedad. Entonces, todo lo que podemos decir es que, si tuviéramos que aplicar los métodos actuales de la teoría cuántica de campos a la gravedad, sin tener en cuenta el hecho de que la teoría resultante se descompone en órdenes superiores de teoría de la perturbación, así es como lo abordaríamos:

Dividiríamos el campo gravitacional en dos partes: el fondo clásico, que es la solución a las ecuaciones de Einstein, y el campo cuántico, que es la perturbación alrededor de ese campo de fondo. Es esta perturbación cuántica lo que interpretaríamos como gravitones.

Cuando divide el campo de esta manera, el Lagrangiano efectivo que describe el campo cuántico contendrá términos, que pueden interpretarse como gravitones (virtuales) que interactúan con el vacío: se crean de la nada o desaparecen en la nada (siempre que el las leyes de conservación lo permiten).

Entonces, si quisieras describir el comportamiento de una partícula elemental cerca de un agujero negro; para la primera aproximación, simplemente interactuaría con el campo de fondo clásico, que es la solución de Schwarzschild de las ecuaciones de Einstein. Luego, agregaría correcciones cuánticas en forma de intercambio de gravitones virtuales con el vacío.

Y aquí está el gran problema: las correcciones cuánticas en gravedad resultan ser infinitas, y no tenemos forma de absorberlas en los parámetros libres de la teoría. Decimos que tal teoría no es renormalizable.

Excepto por el problema de la renormalización, todos los demás elementos de esta imagen se conocen de otras teorías cuánticas. El formalismo de campo de fondo se usa para calcular correcciones cuánticas en presencia de campos eléctricos o magnéticos clásicos (donde los fotones virtuales pueden aparecer o desaparecer en el vacío). Las partículas virtuales de Higgs interactúan con el condensado de Higgs. Incluso puede pensar en el campo de fondo como una especie de condensado de gravitón, en analogía con el vacío de Higgs, si eso ayuda.

Obviamente, esta imagen está incompleta (se podría decir que está llena de agujeros) porque, como dije, no existe una teoría cuántica de la gravedad; y la teoría de la perturbación, que usamos para calcular los efectos cuánticos, solo funciona en el régimen de campo débil.

Nada puede escapar del horizonte de eventos de un agujero negro. Las ondas gravitacionales de los binarios de los agujeros negros se forman fuera de los horizontes de eventos de los agujeros negros, aunque cerca de ellos. Aproximadamente se puede pensar de la siguiente manera. Cualquier cuerpo masivo curva el espacio-tiempo a su alrededor, esto es lo que crea la fuerza de la gravedad en la relatividad general. Los agujeros negros masivos distorsionan significativamente el espacio-tiempo, especialmente cerca de los horizontes de eventos. A medida que se orbitan entre sí, esta curvatura del espacio-tiempo oscila y produce ondas en el espacio-tiempo que se propagan hacia afuera. Estas son ondas gravitacionales.

Necesita distinguir entre partículas reales y virtuales. Si bien es cierto que ningún gravitón real puede escapar de un horizonte de eventos (por lo tanto, pase lo que pase dentro del horizonte de eventos no puede producir radiación gravitacional), los gravitones virtuales (responsables de la interacción gravitacional entre dos cuerpos) no están limitados de esta manera. (Del mismo modo, un agujero negro Reissner-Nordström puede tener una carga eléctrica estática).

Otro punto importante es que, en lo que respecta al mundo exterior, el horizonte de eventos permanece para siempre en el futuro. Es decir, nunca ves la forma del horizonte de eventos; todo lo que ves es materia que cae, infinitamente desplazada al rojo, pero nunca cruzando realmente el horizonte, nunca. Entonces, si usted es un observador externo, toda la masa del agujero negro todavía se encuentra justo fuera del horizonte de eventos, perfectamente capaz de interactuar con todo lo demás sin escapar de un horizonte que aún no se ha formado.

Asumiendo que la gravedad puede ser modelada por un campo de bosones spin-2, entonces …

No, ellos no pueden.

El gravitón, como cualquier partícula, está en un modo excitado del campo gravitacional cuantificado y, por lo tanto, es el quanta de las ondas gravitacionales. Las ondas gravitacionales, como las ondas electromagnéticas, viajan en “c” y quedarían atrapadas en el interior del agujero negro.

Nota: El gravitón es para ondas gravitacionales como el fotón es para ondas electromagnéticas. Sin embargo, el gravitón virtual es curvar lo que es el fotón virtual a los campos eléctricos y magnéticos. El gravitón virtual es una partícula externa (como el fotón virtual) y no está restringido al interior del agujero negro.

La gravedad en un horizonte de eventos de agujero negro no tiene que ser fuerte. Cuanto más grande y más grande es el agujero negro, más débil es la gravedad en el horizonte de eventos. El horizonte de eventos es una propiedad global del espacio-tiempo de tener conos de luz atrapados de tal manera que la luz no puede escapar al infinito. No deberíamos necesitar la gravedad cuántica para calcular cosas en el horizonte de eventos de un agujero negro muy grande.

Los gravitones virtuales, como los fotones virtuales, son puramente un dispositivo de cálculo de la teoría del campo cuántico pertubativo. Los gravitones virtuales no son reales, por lo que no tiene sentido hablar de ellos escapando del horizonte de eventos. Ver la respuesta de Frank Heile a la teoría del campo cuántico: la fuerza de Coulomb entre cargas eléctricas es causada por el intercambio de fotones. ¿Qué está pasando realmente? ¿Cómo es la transferencia de estas partículas virtuales responsables de fenómenos tan importantes que experimentamos en nuestra vida diaria? .

Por otro lado, la radiación de Hawking debería producir fotones reales y gravitones reales que escapan al infinito. Estas partículas reales provienen de fuera del horizonte de eventos.

Las partículas y los campos tienen un comportamiento completamente diferente. Los gravitones no pueden escapar de un agujero negro, de acuerdo con la física que dice que los fotones no pueden escapar, y por la misma razón.

Pero los campos no escapan de los agujeros negros, y no es necesario. Un campo eléctrico, o un campo magnético, o un campo gravitacional, o el campo de Higgs, o la energía oscura, existen a lo largo del espacio-tiempo, pero con diferentes fuerzas y polarizaciones en cada punto. Los campos producidos por la materia que cae y crea un agujero negro ya estaban allí, dentro y fuera del radio de Schwarzschild, cuando se formó el agujero negro, y no tenían razón para desaparecer. Del mismo modo, los efectos del giro se extienden hacia la ergosfera y más allá.

Los cambios en los campos se propagan a la velocidad de la luz, pero esos cambios no son partículas y no están sujetos a la gravedad.

Este es un problema molesto para los agujeros negros, ya que solo se conocen por su campo gravitacional, y la gravedad es tan alta que la luz no puede escapar.

Un problema es suponer que la gravedad se transmite por la curvatura del espacio, lo que no exige que las cosas escapen del agujero negro.

El otro problema es que los gravitones no se ven afectados por la gravedad, lo que significa que una vez creados, no están sujetos al campo de gravedad, a pesar de que lo transmiten.

Pero suponiendo que la gravedad viaja a la velocidad de la luz, y no tenemos ninguna razón para suponer que es diferente de la luz, entonces los gravitones se ven afectados por la gravedad, y los agujeros negros no existen. (Es posible reemplazar el agujero negro por un vórtice, disparando rayos de materia desde los polos, a la manera de un púlsar.

La gravedad no ‘sale’ de un agujero negro más de lo que sale de la Tierra, el Sol, Júpiter o cualquier otro cuerpo celeste. La gravedad es la curvatura del espacio-tiempo causada por la presencia de cualquier masa (energía y momento, para ser más precisos). Los agujeros negros, como cualquier otro objeto en el universo (estrellas, planetas, etc.), tienen masas que actúan como la fuente de su fuerza gravitacional.

No hay necesidad de nada para escapar de ellos.

La respuesta simple es que no estamos realmente seguros de que existan gravitones. La gravedad no es una fuerza como el electromagetismo, sino que es nuestra comprensión simplificada de la curvatura del espacio-tiempo. Por lo tanto, no necesita partículas para interactuar. Como Wheeler resumió muy bien la Relatividad General, “el espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse; la materia le dice al espacio-tiempo cómo curvarse ”.

Además, plantea la cuestión de la velocidad de la luz. No existe tal cosa como la velocidad de la luz. c se refiere a la causalidad . La luz, por su propio marco de referencia, es instantánea y atemporal, es solo por la perspectiva de un objeto estacionario masivo (es decir, nosotros) que parece moverse.

Entonces, aunque las partículas electromagnéticas y los fotones no pueden escapar de un agujero negro, la gravedad en sí misma no tiene nada de qué escapar.

Esta es una de las preguntas de física sin resolver. Simplemente no tenemos una respuesta clara.

La acción de la fuerza interpretada como un intercambio de partículas transportadoras es excelente en muchos casos, pero también sabemos que conduce a “partículas virtuales” en el proceso de renormalización, partículas virtuales que pueden violar los principios de conservación y viajar más rápido que la luz. Por lo tanto, no estamos muy seguros de que esos conceptos realmente reflejen la realidad.

Entonces, una posibilidad es que necesitemos invocar gravitaciones virtuales que puedan escapar del horizonte de eventos.

La otra es que, como se ve desde el exterior, la materia que cae en un agujero negro nunca llega al horizonte, y mucho más allá, lo que sentimos es su gravedad justo fuera del horizonte, como si aún no se hubiera cruzado hacia él. .

Hawking ahora propone que los horizontes de eventos son “horizontes aparentes” que absorben materia y energía, pero solo temporalmente, antes de liberarlos nuevamente.

Para ser claros, Hawking no propone que los agujeros negros no existan, solo que los agujeros negros, tal como los hemos entendido durante los últimos 40 años, no existen. La comprensión actual es que los agujeros negros están rodeados por un horizonte de eventos, un límite en el espacio-tiempo que solo permite que la materia y la energía pasen a través del camino hacia el agujero negro.

El problema con esta teoría es que se basa en la relatividad general y, en los últimos años, a medida que nuestra comprensión de la teoría cuántica ha mejorado, han surgido numerosos conflictos.

Básicamente, la mecánica cuántica tiene un gran problema con la idea de que los horizontes de eventos destruyen completamente y por completo la información, un gran no-no en el mundo de la cuántica. La nueva propuesta de Hawking trata de mejorar esto.

Por lo tanto, por ahora, es difícil decir si los gravitones pueden escapar del agujero negro o no.

No, no lo hace. De hecho, los agujeros negros binarios son fuertes candidatos de observación para descubrir evidencia de gravitones.

También es un mito que ninguna “partícula” escapa de un agujero negro. Debe ingresar al horizonte de eventos, más allá del cual nada puede escapar de la atracción gravitacional de la singularidad. Hay muchas formas en que las partículas escapan de los agujeros negros cuando no están dentro del horizonte de eventos.

La pregunta menciona gravitones, y eso no forma parte de la Teoría General de la Relatividad. Los gravitones se postulan como parte de una descripción de la gravedad de la teoría de campo cuántico, pero, desafortunadamente, se topan con todo tipo de problemas matemáticos y las cartas habituales de “salir de la cárcel” jugadas para superarlos en las otras áreas de QFT no parecen funcionar. trabajo.

Por el momento, sugeriría que, en términos de GToR, que es internamente autoconsistente en la forma en que explica la gravedad como una distorsión del espacio-tiempo por la presencia de masa, entonces realmente no necesita explicar los gravitones. En muchos sentidos, este es un desafío para los teóricos de QFT, no uno para el GToR ya que, entre otras cosas, no hay evidencia experimental de gravitones en la forma en que lo hay para los bosones de calibre que son responsables de los electromagnéticos, débiles y fuertes. interacciones Debo agregar que la detección de gravitones individuales representa un desafío enorme para los físicos experimentales, y no estoy seguro de que alguien haya sugerido una forma de hacerlo.

Por supuesto, sabemos que hay una inconsistencia entre el GToR y la mecánica cuántica, por lo que indudablemente hay un problema. Sin embargo, el GToR no requiere gravitones, por lo que, en cierto sentido, la pregunta plantea un enigma que solo existe para los físicos de QFT que desean encajar la gravedad en su marco.

Se dice que la fuerza de la gravedad se aproxima al infinito cuanto más se acerca a la singularidad que se cree que existe en el centro de un agujero negro. Sin embargo, sospecho que la concepción de la gravedad como una partícula es una conveniencia matemática para visualizar la existencia de un punto de gravedad dentro de un campo gravitacional. Estas partículas hipotéticas no se mueven y, por lo tanto, no escapan de un agujero negro.

Alguien me corrija en esto (no soy físico). Graviton es una construcción necesaria para transformar la gravedad de la teoría GR de geometría pura a la teoría de campo. Debido a que no tenemos gravedad QFT, la existencia de gravitones es profundamente cuestionable. Los gravitones no son necesarios en GR, la teoría que predijo los agujeros negros?

Los campos pueden escapar de los agujeros negros. La razón es que los campos consisten en partículas virtuales, no partículas reales. Las partículas virtuales pueden tomar valores no físicos, como el momento negativo y la masa. Como tal, no hay problema con las partículas virtuales que dejan un agujero negro. Del mismo modo, no hay problema con las partículas virtuales que entran en un agujero negro, y los campos se transportan tanto absorbiendo partículas virtuales como transmitiendo partículas virtuales.

Si no utiliza un modelo de gravitones, entonces no tiene un problema menor, ya que se trata de un espacio que se curva, no se transmite ni se recibe nada. En los modelos numéricos, la curvatura de una superficie se calcula como resultado de la curvatura de las superficies que contiene y las superficies externas. Siempre hay un camino disponible para escapar al menos de una superficie marginalmente contenida a la siguiente. Entonces, incluso las partículas no virtuales pueden viajar de ida y vuelta tan lejos …