La singularidad en un agujero negro es una ‘singularidad gravitacional’ y, dado que la gravedad está asociada con la curvatura, también se conoce como ‘singularidad de curvatura’.
“En términos científicos, una singularidad gravitacional (o singularidad espacio-temporal) es una ubicación donde las cantidades que se usan para medir el campo gravitacional se vuelven infinitas de una manera que no depende del sistema de coordenadas. En otras palabras, es un punto en el que todas las leyes físicas son indistinguibles entre sí, donde el espacio y el tiempo ya no son realidades interrelacionadas, sino que se fusionan indistinguiblemente y dejan de tener un significado independiente ”.
Fuente: ¿Qué es una singularidad? – Universo hoy
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Las singularidades ocurren cuando una estrella masiva, como 10 a 15 masas solares , termina su vida después de agotar todo el hidrógeno. Todavía le quedará tanta masa que continuará fusionando helio y los otros elementos hasta que el núcleo sea todo hierro. El hierro no se puede fusionar porque necesita mucha más energía de la que puede generar mediante la fusión. La gravedad de la estrella hace que se colapse, y luego se vuelve inestable y explota en una supernova, dejando atrás el núcleo interno. Lo que queda como núcleo interno, el remanente de supernova , puede formar una estrella de neutrones o un agujero negro dependiendo de su masa. (En una estrella activa, la gravedad que empuja toda la materia hacia el centro se equilibra por la fuerza externa de la presión de los gases calientes y la estrella es estable. Esto se conoce como equilibrio hidrostático) .
Si la masa del núcleo está entre 1,40 y 3,00 masas solares, se forma una estrella de neutrones , con los protones y electrones prácticamente fundiéndose entre sí para formar neutrones. Las estrellas de neutrones son extremadamente densas, como dos masas solares que vale la pena comprimir en un objeto de 20 a 30 km. Sin embargo, esto también tiene un límite. Cuando el núcleo de la estrella tiene 3 masas solares o más, se colapsa debido a su propia gravedad y desaparece de la vista. Un agujero negro
El físico alemán Karl Schwarzschild (1873-1916) descubrió el límite en el que la gravedad abruma a todas las demás fuerzas físicas, creando un agujero negro. Este es el límite y no puede salir información del agujero negro que se encuentra dentro de él. Luego demostró que cualquier masa podía convertirse en un agujero negro comprimiéndola en una esfera suficientemente pequeña, una esfera con un radio dado, que se conoce como el radio de Schwarzschild. Para calcular el radio de Schwarzschild de cualquier objeto, todo lo que necesita saber es la masa a comprimir.
Radio de Schwarzschild = 2MG / c²
donde M es la masa del objeto, G es la constante gravitacional y c es, por supuesto, la velocidad de la luz.
El radio de Schwarzschild para la Tierra es de aproximadamente 8 mm, lo que significa que incluso si pudiéramos comprimir toda la masa de la Tierra en una esfera de solo 50 mm de ancho, la luz emitida por esa masa aún puede escapar del intenso campo gravitacional. Solo cuando lo comprimimos aún más, hasta una bola de unos 16 mm de diámetro, colapsa en una singularidad y se convierte en un agujero negro.
Lo que sucede es que, cuando un objeto de 3 masas solares se derrumba bajo su propia gravedad y la densidad aumenta, la gravedad sigue aumentando hasta que se vuelve tan fuerte que la velocidad de escape aumenta a la velocidad de la luz. En otras palabras, nada puede escapar de la gravedad de este objeto. El horizonte de eventos de dicho objeto tiene un cierto radio dependiendo de la masa, pero el núcleo colapsante continúa reduciéndose, hasta un punto: la singularidad.
Nadie sabe qué sucede con el núcleo colapsando, pero según la teoría eventualmente alcanzará el tamaño de planck , por lo que podemos imaginar, un objeto de tres masas solares o más, comprimido a un punto de 1.6 x 10 ^ (- 35) metros, que es aproximadamente 10 ^ -20 veces el tamaño de un protón. Sin embargo, generalmente se expresa como “masa infinita en volumen cero”, lo que podría ser engañoso.
Entonces ves que las singularidades ocurren como resultado de la gravedad que alcanza el punto de ruptura de la naturaleza.
