¿Cuál es la singularidad en física de un agujero negro?

Advertencia: no soy un físico.
Las singularidades son los puntos donde las teorías no funcionan. Ya sea una división por cero en las matemáticas o un punto donde uno de los supuestos no funciona.
Creo que la singularidad en la teoría de los agujeros negros en este momento es que para que las teorías existentes funcionen, la materia dentro de un agujero negro debe colapsar a una singularidad, es decir, infinitamente pequeña.

Parece haber un problema anterior dentro de los agujeros negros cuando se considera la dilatación del tiempo. Cuando uno se acerca al horizonte de eventos desde el exterior, llega al punto donde el tiempo aparente se acerca a cero. Dentro del horizonte de eventos, la dilatación del tiempo se vuelve imaginaria (sea lo que sea). Si las teorías de la materia significan que las definiciones de tiempo se desmoronan dentro de un agujero negro, entonces no me sorprende que nuevas extensiones de esas teorías sugieran que podrían existir singularidades inexplicables en el medio.

No hay singularidad. Algunas de nuestras ecuaciones incompletas tienen singularidades, lo que indica que esas ecuaciones no se aplican allí en esa forma. Sabemos que necesitamos una nueva física para ir más allá de la mecánica cuántica y la relatividad general, pero no sabemos cómo.

La respuesta de Edward Cherlin a ¿Puede un agujero negro realmente tener cero volumen?

Por lo general, puede explicar cada observación en este universo utilizando la mecánica cuántica o la teoría de la relatividad. Para los objetos masivos grandes, usa la teoría de la relatividad y, a pequeña escala, donde la gravedad no es efectiva, usa la mecánica cuántica.

La singularidad es un punto en el espacio-tiempo que es tan pequeño y tan masivo que necesitamos tener en cuenta tanto los efectos cuánticos como los de relatividad. Y todavía no tenemos una teoría que haga esto. Por el momento, este es uno de los objetivos de la física, unir la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad.

Entonces, por ahora, podrías decir que la singularidad es un lugar donde las teorías conocidas están de vacaciones y tu profesor de matemáticas no te fallará por dividir por cero

En física, cualquier valor que se aproxime al infinito es una singularidad. Un agujero negro se llama asingularidad porque su densidad se aproxima al infinito según la física relativista. En el punto del Big Bang, se cree que toda la materia y la energía han estado juntas en un espacio infinitamente pequeño, esto también se considera una singularidad, pero pocos lo consideran un agujero negro.

La temperatura también puede tener el potencial de singularidades: es decir, algo puede ser infinitamente caliente. Ver: absoluto caliente

En general, los físicos están de acuerdo en que en el punto de una singularidad, el modelo no funciona y se puede descubrir una nueva física para modelar el comportamiento de la física en ese punto. Es por eso que hay tanta emoción al tratar de encontrar una teoría cuántica de la gravedad. La física newtoniana y relativista puede describir el espacio-tiempo y la gravedad hasta cierto punto, pero en el punto de la singularidad, realmente no sabemos lo que está sucediendo.

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