¿A qué distancia están los átomos en un agujero negro, en comparación con los radios de esos átomos?

No hay átomos en el núcleo de un agujero negro. No hay neutrones ni protones. No hay quarks. Todos estos son fermiones, que obedecen el Principio de Exclusión de Pauli. Pero eso es imposible bajo la presión en un núcleo de agujero negro.

La presión de degeneración electrónica de acuerdo con la exclusión de Pauli se mantiene en las enanas blancas y falla en el límite de Chandrasekhar, 1,44 masas solares. Las presiones de degeneración de neutrones y quark se mantienen en las estrellas de neutrones y tal vez en las hipotéticas estrellas de quark. Eso falla en el límite de Tolman-Oppenheimer-Volkhov, quizás 3 masas solares. No entendemos los neutrones en tales condiciones lo suficiente como para calcular un valor más preciso.

Entonces solo hay bosones.

  • Fotones (fuerza electromagnética)
  • Gluones (fuerza fuerte)
  • Bosones W y Z (fuerza débil)
  • Bosón de Higgs (campo de masa)
  • Tal vez otros bosones, como los gravitones, si existen.

Los pares de partículas antipartículas de Fermion pueden aparecer brevemente fuera del núcleo mediante un túnel cuántico.

El Principio de incertidumbre nos dice que estas partículas no pueden confinarse en una región más pequeña que sus longitudes de onda. Entonces, el núcleo de un agujero negro puede describirse como el tamaño de las partículas de longitud de onda más larga que son comunes allí.

Los agujeros negros no tienen átomos. Realmente no tienen nada. Desde el exterior, la única propiedad que tiene un agujero negro es la masa (y posiblemente girar y cargar). No se puede decir nada sobre lo que hay dentro.

Desde adentro, un agujero negro podría ser cualquier cosa. Los agujeros negros supermasivos tienen (presumiblemente) estrellas, planetas, etc. ordinarios dentro. Cuanto más grande es un agujero negro, menos denso es.

Para los agujeros negros de masa estelar (del tipo que hace que las personas se emocionen tanto por su alta densidad), no tienen átomos en absoluto. Primero, los elementos mismos son aplastados en Neutronium, un gas puro de neutrones unidos por la gravedad. A densidades más altas que eso, no creo que nuestra comprensión actual de la física sea lo suficientemente versada en la forma en que los campos cuánticos se comportan en un espacio altamente curvo como para hablar mucho al respecto. Obtiene nociones especulativas como la materia del quark. Sea lo que sea, ya pasó el punto de poder describirlo como “átomos”.

Existe la posibilidad, por improbable que sea, de que en un campo de gravedad tan fuerte, los átomos se puedan juntar y formar elementos súper pesados ​​que ni siquiera sabemos que existen. Podrían tener un lugar en la tabla periódica por encima de la marca 130. Tal vez, el núcleo del agujero negro es unobtanium.

Pero sí me suscribo a la creencia de que los átomos se aplastan en partículas subatómicas y ya no existen. La masa se ha convertido en energía, y está contenida de forma segura detrás de una barrera por la que no podemos ver a través y no sabemos nada sobre lo que hay al otro lado.

Los agujeros negros no contienen masa tal como la conocemos. Solo energía. La densidad de energía distorsiona el espacio-tiempo de tal manera que la velocidad de escape excede la luz. (Creo que Kip Thorne menciona esto en su libro La ciencia de interestelar)

No creo que haya algo al respecto, la densidad de un agujero negro impide la existencia de cualquier estructura atómica. Teóricamente, son infinitamente densos.