Buena pregunta … estás usando una terminología no estándar, pero bueno, sigamos con ella; aquí están tus respuestas
¿Estas singularidades se forman solo en agujeros negros de gran masa?
No, estas singularidades se forman en agujeros negros rotativos y cargados eléctricamente.
¿La masa del agujero negro está igualmente distribuida en los tres tipos de singularidad?
No, la masa de cualquier agujero negro es la masa / energía inicial del progenitor más la masa / energía de cualquier material que cae tarde. En el régimen no lineal de la relatividad general, el campo gravitacional actúa como una fuente de gravedad que actúa como una fuente de gravedad, y en principio esto se extiende hasta el infinito. Esto no es un problema, ya que no se puede comunicar más allá del horizonte exterior: lo que sucede en un agujero negro se queda en un agujero negro.
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¿Cómo se forman las singularidades de infalling / outflying dentro de un agujero negro?
PROCESOS BÁSICOS
La singularidad “infalible” o el horizonte de inflación masiva técnicamente llamado se forma detrás del observador descendente a medida que toda la materia y la energía que cae en el agujero negro después de que el observador se acumula y forma una singularidad. Recuerde, de acuerdo con la observación de los observadores, el tiempo pasa más rápido fuera del horizonte, por lo que cae una eternidad de radiación.
La singularidad de “afloramiento” o singularidad de choque técnicamente denominada es creada por todo lo que cayó en el agujero negro antes de que el observador caiga. El material (fotones, gas, gravitones, etc.) que cae en el agujero negro se refleja en algún momento. entonces hay una secuencia saliente. Las corrientes entrantes y salientes se encuentran a las afueras del horizonte Cauchy ** y forman la singularidad del choque.
** Cauchy Horizon: llamado así por un tipo de problema matemático llamado problema de valor inicial (a su vez nombrado por un matemático), es una región más allá de la cual ya no podemos determinar el camino futuro a partir de las condiciones iniciales.
Respuesta ligeramente más detallada
Aquí hay un diagrama de Penrose para el espacio-tiempo Kerr de un agujero negro giratorio. Como se indicó, el tiempo es recto y el espacio izquierda / derecha. Los fotones se mueven en ángulos de 45 grados, por lo que todos los bordes de las cajas son superficies nulas. En la parte inferior, I-, es el pasado temporal infinito, y directamente arriba, I +, es el futuro temporal infinito.
Rompiendo tus huesos en un agujero negro de Kerr
Comenzamos en “Nuestro Universo” y caemos en el horizonte, nuestra velocidad indicada por la pendiente de nuestra línea mundial y necesariamente más pronunciada que 45 grados. El movimiento en estos diagramas no es obvio ya que el sistema de coordenadas utilizado distorsiona drásticamente el espacio-tiempo, pero se pueden entender las características generales. Si nos movemos lentamente, nos encontramos con la singularidad de la inflación masiva, moviéndonos más rápidamente llegamos a la singularidad del choque. Son tus huesos y tú eliges la singularidad.
Nota final
Para ser claros, estos horizontes son especulaciones basadas en simulaciones numéricas de ecuaciones de campo relativistas generales que son inherentemente no lineales y notoriamente difíciles de resolver, por lo que un modelado informático más detallado puede sorprendernos. Además, mientras que el espacio-tiempo está bien modelado por GR, en los horizontes donde la curvatura explota, también lo hace GR y las especulaciones sobre lo que sucede en las singularidades tendrán que esperar a la gravedad cuántica.
EDITAR: Acabo de encontrar una imagen en las imágenes de Google que coincide con el diagrama anterior:
