Si el tiempo se detiene en el horizonte de sucesos creado a partir de una estrella masiva que se está colapsando en un agujero negro, ¿podemos concluir que la estrella nunca colapsará definitivamente y que los agujeros negros no existen en nuestros marcos de referencia?

En su mayor parte, creo que acertó, solo algunas correcciones. En primer lugar, debe reconocer que la desaceleración del tiempo cerca del horizonte de eventos se compara con un observador externo. Entonces, si estoy muy lejos de un agujero negro, observo que los objetos que caen en el agujero negro disminuyen la velocidad. En relación con el objeto que cae en el agujero negro, el tiempo transcurre normalmente.

Ahora, lo que mucha gente extraña es que esta diferencia en la observación realmente importa. La razón es que el análisis de Stephen Hawking mostró que los agujeros negros se descomponen. (Ver Radiación de Hawking) Eso significa que verías durante un gran número de años astronómicamente el agujero negro cada vez más pequeño. El objeto congelado en el tiempo en el horizonte de eventos se arrastraría junto con él. Entonces, verías que el objeto que estaba cayendo en realidad solo se queda afuera y eventualmente se desintegra, con el agujero negro nunca entrando en el agujero negro. Lo que significa que la persona que estaba cayendo en el agujero negro, vería el agujero negro decayendo rápidamente, hasta que fuera lo suficientemente pequeño como para desgarrarlos con fuerzas de marea, y eventualmente irradiarlos al espacio.

Hasta ahora parece que tienes razón, no entra nada debido a la dialación del tiempo. Pero espera, hay más. Cuando un agujero negro “come” más materia, crece. Presumiblemente, cada partícula que se atasca en el horizonte de eventos aumenta el tamaño. Además, una partícula justo en el horizonte de eventos está tan cerca que no podemos estar seguros de si está dentro o fuera. Entonces, eventualmente, antes de que el agujero negro decaiga, la partícula se tunelizará cuánticamente en el interior o será consumida por el horizonte de eventos en expansión. Consistentemente, la materia realmente entra antes de que el agujero negro se pudra.

Ahora, una vez dentro, uno tiene que darse cuenta de que el tiempo no está completamente congelado para nosotros. Cuanto más pequeño es un agujero negro, mayor es la densidad. Entonces, cuando se forma el agujero negro por primera vez, la materia dentro no tiene una densidad lo suficientemente alta como para congelarse por completo a tiempo. Sin nada que lo detenga, y la presión del plegamiento espacial y el túnel cuántico de partículas al continuar empujando hacia adentro, el asunto continúa hacia adentro. Realmente no sé si uno podría obtener un horizonte de eventos dentro de un horizonte de eventos. Lo que esperaría es que dentro del horizonte de eventos siga avanzando el espacio hacia adentro. Finalmente, si no hay fuerza para detenerlo, terminas con una singularidad en el centro.

Ahora hay una teoría no probada que podría prevenir esta singularidad en el centro. Esa es la gravedad cuántica de bucle. Los cálculos muestran bajo esta teoría que cuando la densidad se vuelve demasiado alta, la gravedad se convierte en una fuerza repulsiva. Esto provoca un Big Bounce que empuja todo el asunto de vuelta. Ahora, en este momento, el espacio en sí mismo está doblado de tal manera que las partículas pueden proceder a la velocidad de la luz para siempre y nunca abandonar el agujero negro. Entonces, básicamente, lo que tienes dentro de un nuevo universo. Sin embargo, la densidad del gran rebote es tan grande que toda la materia regular se destruye y la nueva materia que se forma crea nuevas leyes de física que se enfría. En otras palabras, todas las constantes fundamentales pueden tomar diferentes valores y pueden formarse diferentes tipos de materia. Entonces, el interior es un universo al menos ligeramente diferente del nuestro.

Si. La respuesta de David Kahana es muy buena, pero creo que es un poco difícil de entender y no respondió su pregunta directamente, por lo que me gustaría probar una versión más simple.

Todo depende del marco de referencia. Desde afuera, la estrella que colapsará parecerá “congelarse” justo antes de formar el horizonte de eventos. Se dice que la singularidad está en el futuro infinito de un observador externo.

Pero para un observador que cae en la superficie de la estrella, el corolario es el caso. Debido a la dilatación del tiempo, a medida que avanza hacia el horizonte de eventos, el tiempo aparente en el universo se acelera exponencialmente (lo que explica su presencia en el horizonte de eventos a un observador externo prácticamente para siempre) mientras alcanza la singularidad en un corto período de tiempo, digamos una hora. Ignoremos toda la radiación, la espaguetización, etc.

Esa cuestión de la dilatación del tiempo se ha ignorado con frecuencia en los estudios sobre cómo colapsan los agujeros negros.

Trate de tener en mente estas dos visiones en competencia y vea que son dos lados de la misma realidad.

Un físico indio llamado Abhas Mitra por la razón anterior le dio a los agujeros negros un nuevo nombre, ECO, que significa Objeto que se derrumba eternamente.

No creo que ECO se ponga al día. No hay singularidad en ningún agujero negro de acuerdo con nuestro marco de referencia, pero el nombre de agujero negro es lo que usamos y es mucho más interesante.

Einstein se sentiría cómodo con esto cuando dijera que, si existiera una singularidad, torcería todo el espacio-tiempo dentro de él. La singularidad está al final y al principio y de hecho “tuerce todo el espacio-tiempo dentro de él”.

Eso es confundir la realidad con las apariencias. Los agujeros negros se forman. Otra cosa es lo que verá un observador externo al mirar un agujero negro.

Cuando se forma un agujero negro, es cierto que hay una capa muy delgada en el horizonte de eventos donde teóricamente los fotones permanecerían congelados, ni arrastrados hacia la singularidad ni propagados hacia el exterior, porque la velocidad a la que cae el espacio es igual a velocidad de la luz.

Pero esa situación sería muy inestable y los fotones no permanecerían allí, probablemente caerían rápidamente hacia el centro.

Otra cosa es que una vez que se haya formado el agujero negro, cualquier materia recién caída (digamos un objeto para mayor claridad) aparecerá desde afuera como un desplazamiento hacia el rojo cada vez más a medida que se acerca al horizonte de eventos, y el observador externo nunca lo verá llegar realmente el horizonte. Su imagen simplemente se vuelve tan roja que se vuelve invisible, una imagen de microondas muy tenue flotando congelada sobre la superficie del horizonte. Pero el objeto real seguramente se cruzó y alcanzó la singularidad, en cuestión de segundos.

Eso es un poco como hablar sobre el CMBR, una cosa es la realidad y otra su apariencia para nosotros. Lo real era una bola de radiación abrasadora a 3.000 grados K, lo que vemos, debido al desplazamiento al rojo, es un fondo extremadamente tenue a 3 K.

Gran pregunta! He tenido este pensamiento antes. Antes que nada, déjame corregirte sobre una cosa. El agujero negro (singularidad) no se forma en los bordes de la estrella (¡qué significa!) Sino en su centro.

Okay. Entonces, diría que la contracción de la longitud en el horizonte de eventos es tan grande (infinita) que todo lo que cae dentro no (tomaría un tiempo infinito) caerse de un marco de referencia externo y se contraería tanto que la región justo afuera el horizonte de eventos siempre tendrá espacio para que caiga más y más material hasta que (después de un tiempo infinito) todo el material se imprima en el horizonte de eventos (es por eso que se llama horizonte de eventos). La colección de todos los eventos (por ejemplo, las cosas que caen dentro del horizonte de eventos) que nunca sucedieron (o nunca sucederán) desde un marco de referencia externo es lo que llamamos un agujero negro. Entonces, ya existen. 😛

Este video es asombroso.

PD: Lo siguiente es algo que se me ocurrió por mi cuenta. Una hipótesis, si incluso merece ser llamada una. Quiero saber si es una hipótesis existente o si fue una y refutada. De todos modos, aquí va.

Una estrella de neutrones se alimenta de más y más material y en un punto, la presión es tan grande en su centro que se forma una singularidad y el tiempo retrocede dentro de ella (en relación con alguien fuera de la singularidad), lo que hace que se comporte de la manera inversa. debería. Debido a la inmensa deformación del espacio-tiempo, se supone que la singularidad absorbe todo a un gran ritmo (posiblemente, mayor que la velocidad de la luz). Pero debido a que el tiempo se invierte, escupe todo a gran ritmo, apareciendo como un agujero blanco. Todo esto sucede dentro de la singularidad. A medida que el tiempo corre hacia atrás dentro de la singularidad en relación con el exterior, no puede suceder después de que se forme la singularidad, sino que debe suceder justo antes de que se forme la singularidad y continuar hacia “nuestro” pasado. Por lo tanto, tiene que suceder en otra dimensión, en la que parecería que la materia está saliendo de la nada.

1. El tiempo no se detiene en el horizonte de eventos. No podemos usar luz u otra radiación electromagnética para ver que el tiempo continúa más allá de ese punto, pero eso es un asunto muy diferente. No podemos ver nada en el horizonte de eventos o dentro de él, pero sabemos que el tiempo continúa, según los principios generales, y también porque hemos detectado ondas gravitacionales desde el interior de los agujeros negros.
2. Si una estrella es lo suficientemente masiva como para formar un agujero negro, parte del material en su centro está dentro del radio de Schwarzschild antes del colapso. Cae y es comprimido por el material que cae después. Si el horizonte de eventos pudiera sostener al resto de la estrella, eso no podría suceder; de hecho, toda la física se desmoronaría si la masa de un agujero negro pudiera mantenerse fuera del agujero negro.
3. Al contrario de otras respuestas dadas aquí, no hay singularidad dentro de un agujero negro. La respuesta de Edward Cherlin a ¿Puede un agujero negro realmente tener cero volumen?

[1409.1837] La ​​reacción inversa del flujo de radiación de Hawking en una estrella II que colapsa gravitacionalmente por la Dra. Laura Mersini-Houghton, profesora de física en la U de Carolina del Norte describe una dinámica de inversión de un agujero negro como usted describe. Si te gustan las matemáticas, lee su artículo. Si eres como yo, ver su video conferencia es quizás más informativo. Laura Mersini-Houghton: Fuera de la oscuridad

Mi opinión sobre su artículo es que ella concluye que, bajo ciertas condiciones, el flujo de partículas dentro del horizonte de eventos producido por Hawking Radiation tiene el efecto de moderar el colapso de tal manera que en el tiempo lento dentro del horizonte de eventos nunca se produce una singularidad.

Es un asunto interesante. Digamos que periódicamente envía una señal de luz de regreso. El tiempo se ralentiza cerca de un agujero negro, pero no lo notarás, ya que vives en ese tiempo lento. Sin embargo, para alguien que se encuentra fuera del agujero negro, el tiempo sigue siendo normal. Esto significa que, si bien seguirá enviando señales luminosas en ciertos momentos periódicos, la persona que está afuera notará que ha pasado más y más tiempo entre los mensajes.

Se puede demostrar que el tiempo que tarda un observador externo en ver caer un objeto es infinito. Sin embargo, debido al desplazamiento al rojo en la frecuencia, la persona recibirá una intensidad de señal cada vez más baja. Eventualmente (en un tiempo finito) la energía se desplazará tan hacia el rojo que el observador externo ya no podrá medirla.

La causa de esto se debe a la naturaleza de Event Horizon. En general, tenemos tres dimensiones espaciales y una dimensión de tiempo. También sabemos que no podemos movernos más rápido que la luz, y que siempre avanzamos en la dirección del tiempo.

En el horizonte de sucesos, al menos matemáticamente, el papel de una de sus dimensiones espaciales (la radial) ‘cambia’ con la dimensión temporal: en lugar de tener que avanzar hacia adelante en el tiempo, debe avanzar en el espacio. En otras palabras, la curvatura del espacio-tiempo que te rodea te obliga a entrar en el agujero negro.

Esto también funciona para objetos que se mueven con la velocidad de la luz. Los únicos objetos que podrían escapar de un agujero negro serían los objetos que viajarían más rápido que la velocidad de la luz. Hasta ahora solo encontramos algunos impostores.

A2A

En realidad, puede detenerse con la primera declaración, no puede obtener el horizonte de eventos sin un singular (en GR puro).

Puede obtener, técnicamente en GR, singularidad sin horizonte de eventos (llamada singularidad desnuda) pero no lo contrario.

Sin embargo, esto posiblemente se logre teniendo en cuenta la mecánica cuántica, y esto es exactamente lo que Hawking quería hacer en sus trabajos recientes, pero como sé, hasta ahora no se ha logrado un éxito aceptable.

No puedo pensar de ninguna manera que esto pueda ser falsificable. Se necesita una cantidad de tiempo finita para que algo (más pesado que un fotón) caiga radialmente en un agujero negro desde el marco de referencia del objeto y que la imagen del objeto sea esencialmente estacionaria para un observador externo a lo largo de la caída radial (en el horizonte de eventos para la geometría de Schwarzschild, sí, estoy un poco oxidado en mi geometría no euclidiana).

Sabríamos que el objeto se destruye en virtud de las matemáticas, pero a través de la observación básica, uno probablemente podría afirmar eso sobre la imagen.

Si se comprime suficiente masa dentro de un cierto radio, entonces, según la relatividad general, debe ser un agujero negro. Ese radio es de aproximadamente 3 kilómetros por masa solar.

No conocemos física que evite la formación de agujeros negros en tales condiciones.

Veo un simple error, uno que comete mucha gente. Muchas personas han leído sobre el tiempo “disminuyendo la velocidad” cerca de objetos masivos y cerca / dentro de un agujero negro. Sin embargo, este efecto no solo depende de la posición, no es solo una cuestión de dónde estás, sino que también depende mucho de cómo te mueves. Si te acercas a un agujero negro o una estrella y te quedas quieto, te buscará como si el tiempo en lugares distantes fuera más rápido. Pero si te estás cayendo, la imagen es muy diferente: parecerá que el tiempo en lugares distantes va más lento. Si tenemos dos observadores, uno lejos de un agujero negro (posiblemente formando) y otro cayendo, _los dos se verán más lentos. Entonces, en su escenario, las partículas tendrán un poco de tiempo en su propio reloj antes de que se encuentren con la singularidad, y cuando “miran” hacia afuera, “ven” aún menos tiempo en los relojes de observadores distantes.

Por un lado: el aumento de la densidad no afecta la gravedad; aumento de masa hace. Como toda la masa ya está allí, la gravedad permanece igual.

Por otro lado, la “singularidad” no es un objeto que “se forma”, sino que la ubicación de la esfera BH a BH coordina x = 0, y = 0, z = 0. Como el volumen en esa “ubicación” es cero, nada puede o terminará ahí.

Nada mal. Esta es esencialmente la vista del firewall de los agujeros negros.

https://en.wikipedia.org/wiki/Fi …

En esta vista, los agujeros negros se ven como estrellas congeladas que nunca colapsan en singularidades, rodeadas de cortafuegos de alta energía.

Pero los objetos terminarán dentro del horizonte de eventos en tiempo real. Entonces, si bien la dilatación del tiempo puede tender hacia el infinito para alcanzar la singularidad dentro del agujero negro, para fines prácticos no importa porque la dilatación del tiempo no es infinita en el horizonte de sucesos, por lo que el asunto aún “desaparece”.

Usando un sistema de coordenadas externo estándar, el “tiempo” que lleva alcanzar el horizonte de eventos es infinito, pero esto es el resultado del sistema de coordenadas que está utilizando (es decir, es como el hecho de que tiene una singularidad artificial en el polo norte )

Sin embargo, desde el punto de vista de un sistema de coordenadas que se mueve con el objeto, el tiempo para alcanzar la singularidad es finito.

Supongo que por “marco de tiempo externo” te estás refiriendo a las coordenadas de Schwarzschild, en cuyo caso la métrica en sí misma se comporta mal en el horizonte, pero si uno usa las coordenadas de Eddington-Finkelstein o Kruskal que cubren todo el espacio -tiempo (incluso el interior del Agujero Negro), entonces el tiempo para alcanzar la singularidad es de hecho finito, pero, para un observador externo, todas las señales que se envían desde el observador que cae hacia afuera se desplazan exponencialmente hacia el rojo, por lo que puede parecer un observador en caída tarda demasiado en caer en el agujero negro (que en realidad no es lo que sucede).

Los campos gravitacionales fuertes ralentizan el tiempo. No lo detienen.

La idea de una singularidad surge del conocimiento existente de la materia, lo que sugiere que la gravedad en un objeto grande podría ser demasiado grande para que la materia se resista a ser apretada. Eso no supone nada más básico que los quarks, que podrían estar mal.

No. Existe la confusión de que si no vemos que algo caiga a través del horizonte de eventos, en realidad no cayó. Pero cae en una cantidad de tiempo muy finita, las noticias de la caída tardan una eternidad en llegar. nosotros.

Todavía me gustaría entender cómo la gravedad se propaga hacia afuera desde un agujero negro. ¿Solo estamos experimentando la gravedad de las cosas a medida que caen? Una vez que caen, ¿no se demoraría también la onda de gravedad para propagarse también?

Sí, esa parece ser la interpretación estándar, también pensé en lo mismo y me tomó un tiempo concluir que esto parece ser el consenso. Lo que no he podido determinar es si el agujero negro alguna vez forma un horizonte de eventos, ya que desde un marco de referencia lejos del agujero negro el horizonte de eventos se forma en una cantidad infinita de tiempo pero se evapora en una cantidad finita de tiempo. desde un marco de referencia distante, entonces, ¿cómo se traduce eso en algo que cae? Pensé que la tasa de radiación de Hawkins aumentaría a medida que se acercara a un horizonte de eventos hasta el punto en que el agujero negro se evaporaría antes de caer. Este razonamiento puede extenderse a la formación del horizonte de eventos en sí. He leído un artículo que explica esto, pero no parecen ser las preocupaciones, pero no he encontrado una razón por la cual.