¿Utiliza la relatividad general (estrella increíblemente pesada) o la mecánica cuántica (estrella increíblemente pequeña) cuando estudia un agujero negro?

En las proximidades del horizonte de eventos de un agujero negro, la gravedad es muy fuerte, por lo tanto, debe usarse la relatividad general; la aproximación newtoniana se rompe.

Por otro lado, el horizonte de eventos es bastante macroscópico (un agujero negro estelar típico tiene un radio de Schwarzschild de al menos varios kilómetros), por lo que el tamaño por sí solo no implica la necesidad de una mecánica cuántica.

Por otro lado, sin embargo … La física cuántica no se trata de tamaño; se trata del número de grados de libertad. Las partículas elementales, que resultan ser pequeñas, también tienen pocos grados de libertad, por lo que se necesita física cuántica para su descripción. A veces, los sistemas macroscópicos se encuentran en un estado en el que se suprimen la mayoría de sus muchos grados de libertad, y el sistema resultante exhibe un comportamiento cuántico. Este es el caso, por ejemplo, para el helio superfluido en un vaso de precipitados en un laboratorio o, hasta donde sabemos, para la materia degenerada en el interior de una estrella de neutrones. Una estrella de neutrones que puede, por ejemplo, el progenitor de un agujero negro. Y para describir su comportamiento y el proceso de su colapso, se requiere física cuántica.

Tenga en cuenta que usé la frase “física cuántica”, porque no necesariamente se utilizará la mecánica cuántica (partículas). En algunos casos, la mecánica cuántica funciona como una aproximación útil (por ejemplo, la ecuación de Schrödinger no lineal y no relativista, también conocida como la ecuación de Gross-Pitaevskii, que describe un condensado de Bose-Einstein que puede formar el núcleo de una estrella exótica) pero en En otros casos, debe utilizarse la teoría del campo cuántico relativista.

Para ser verdad, nadie sabe la respuesta.

La mayoría de los científicos creen que los agujeros negros deberían fusionar la física cuántica y la relatividad. Sin embargo, nadie sabe cómo abordarlo. Nuestra ciencia conocida se descompone en estas condiciones.

Muchos creen que deberíamos intentar el enfoque cuántico. Esa sería mi apuesta también.

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