¿Existe una solución para un agujero negro a la velocidad de la luz (uno que no tenga masa en reposo)?

Una de las propiedades definitorias de los agujeros negros es que se caracterizan completamente por su masa, momento angular y carga. No depende de la naturaleza de la materia que lo formó: ¡hay ejemplos en relatividad numérica donde el choque de dos ondas gravitacionales conduce a la formación de un agujero negro!

Por lo tanto, un agujero negro compuesto por un grupo de fotones, que tienen energía y, por lo tanto, gravitan, sería lo mismo que cualquier otro agujero negro con la misma masa y espín. La pregunta es, sin embargo, cómo construirías un agujero negro …

Bueno, veamos qué se necesitaría para lograr esto. Supongamos que ignoramos los efectos ligeros del tiempo de viaje. La energía de un fotón de longitud de onda w es hc / w, y la masa equivalente, m = h / wc. No podemos empaquetar un fotón en un espacio más corto que su longitud de onda, por lo que para que se forme un agujero negro fotónico, su radio debe ser al menos w. El radio de Schwarzschild para un BH de masa M es 2GM / c ^ 2, por lo que para un radio de w, que requiere una masa de wc ^ 2 / 2G. El número de fotones que deberían quedar atrapados en este espacio es
N = M / m = (w ^ 2 c ^ 3) / (2Gh)

Tenga en cuenta que este número va como w ^ 2. Para un fotón de rayos X, w ~ 10 ^ -8 cm, y N = 3 10 ^ 48, que es excesivamente grande y prácticamente imposible. A medida que aumenta w, esto se vuelve cada vez más inviable (si es posible).

Por otro lado, el número cae a 1 fotón para w ~ 3 * Longitud de Planck, momento en el cual deben incluirse los efectos Relativistas y de Gravedad Cuántica. Por lo tanto, en realidad podría ser un ejercicio teórico interesante encontrar una solución para el caso extremo, que podría estar presente en el Universo temprano. Sin embargo, está más allá de mis habilidades, y no sé si alguien lo ha solucionado.

# A2A

¿Qué quieres decir con engullir?

Un montón de fotones nunca acumulará tanta gravedad para atraer masas.
Sin embargo, se pueden acumular masas para atraer fotones.

La masa es energía condensada, la energía a su vez es una partícula suelta compuesta de cosas mucho más simples (teoría de cuerdas). una condensación más alta como la de los agujeros negros puede causar una gran atracción gravitacional tan grande como para extraer paquetes de energía ligeramente empaquetados como los fotones.

Condensar el fotón directamente a los agujeros negros y ese tirón demasiado directo del fotón no va a suceder.

La pregunta es un oxímoron. La existencia misma de un agujero negro depende de que haya suficiente masa en el pequeño volumen para detener el tiempo. Es imposible que un agujero negro tenga masa en reposo cero. De hecho, hay tanta masa en reposo allí que, en teoría, no puede moverse en absoluto. La enorme energía de giro del agujero negro está utilizando todos los cuantos de tiempo a la misma velocidad que ocurren dentro de su espacio local, por lo que no queda nada para moverlo a través del espacio.

Si no tienes tiempo para cambiar la velocidad, no puedes moverte.