¿Puede la presión dominar la fuerza de la gravedad?

la forma en que está formulada la pregunta es un poco defectuosa y dificulta un poco la respuesta, pero lo intentaré.

Supongamos una nube de materia oscura en forma de esfera en la que vertimos un flujo constante de materia ordinaria. La materia oscura (como se teoriza actualmente) interactúa con la materia bariónica regular solo a través de la fuerza gravitacional; puede atraerlo, pero nunca puede verlo, nunca tocarlo. Entonces, al caer dentro de esta nube, una partícula de materia regular “caerá” dentro de la nube, y finalmente se detendrá en el centro de la nube donde se igualan las fuerzas gravitacionales. Deje caer más materia y las partículas se acumularán lentamente en el centro.

Finalmente, la nube se llenará de materia (a menos que sea una nube realmente grande). Pero la gravedad no se limita al objeto que lo crea; así como el campo gravitacional de la Tierra tira de la Luna a cierta distancia, la gravedad de la nube de materia oscura todavía tirará de partículas incluso si existen fuera de la nube. Además, tenemos una gran bola de materia del tamaño de la nube que ejerce su propio tirón gravitacional. Caiga otra partícula de materia sobre ella y caerá sobre la bola de materia que se ha acumulado, al igual que una partícula sobre la Tierra. La Tierra ya está “llena” de materia, por lo que en lugar de pasar al planeta, una partícula simplemente aterriza en la parte superior.

En cierto sentido, se podría decir que la presión ha “vencido” a la gravedad y está obligando a la materia extra a permanecer fuera de la nube de materia oscura.

¿Pero y si no te detienes? Si seguimos acumulando más materia en la gran bola que se ha formado, la gravedad finalmente ganará. La gravedad y la presión siempre luchan entre sí. Agregue suficiente materia y la gravedad superará lo que se llama “presión de degeneración de protones”, colapsando la materia en una estrella de neutrones que, dependiendo del tamaño de su nube de materia oscura, puede estar o no totalmente contenida dentro de la nube. Continúe agregando más masa, aumentando la gravedad y, finalmente, incluso se supera la presión de degeneración de neutrones; la bola de materia se derrumba en un agujero negro. Así que, al final, siempre que no haya límite para el asunto que está lanzando, la gravedad ganará. La presión obtiene una victoria temporal en el mejor de los casos.

La pregunta formulada, así como muchas de las respuestas proporcionadas, no tienen sentido: la gravedad y la presión no siempre luchan entre sí. En cierto punto, la presión en realidad aumenta la gravedad.

La relatividad general difiere de la gravedad newtoniana en que la fuente del campo no es la masa, sino algo llamado tensor de energía de estrés. Este tensor tiene 10 componentes independientes, que incluyen la densidad de energía, la densidad de momento y las tensiones y tensiones normales.

En condiciones normales, como el centro del sol, el componente de densidad de energía domina a los demás, y a través de E = mc ^ 2 la masa, que es el equivalente newtoniano.

Pero en condiciones más extremas, los otros componentes del tensor de energía de estrés comienzan a ser significativos. En particular, los 3 componentes de presión (uno para cada dimensión espacial). Ahora imagine una estrella realmente muy densa: digamos que se contrae un poco. La contracción aumenta la presión, lo que contribuye a la magnitud del tensor de energía de estrés, que a su vez aumenta la magnitud del campo gravitacional. El aumento del campo hace que la estrella se contraiga más, lo que aumenta la intensidad del campo, etc. Una vez que comienza este ciclo de retroalimentación positiva, la intensidad del campo crece sin límite hasta que la estrella es aplastada hasta el olvido, lo que resulta en un agujero negro. Es por eso que no tiene sentido especular sobre formas de materia más exóticas para resistir el campo gravitacional: la retroalimentación positiva permite que el campo crezca tanto como sea necesario.

Por lo tanto, no hay una batalla entre la presión y la gravedad, en realidad actúan juntas.

La gravedad es la razón por la cual la presión en este sistema existe en primer lugar. A medida que ingrese más materia en el sistema, aumentará la atracción de la gravedad hacia dentro. Toda la situación que ha descrito se parece a la formación de una galaxia.

No, pero la presión puede mantener el equilibrio contra el colapso gravitacional. Hay diferentes formas de presión que pueden mantener la ecualización del colapso, por ejemplo, la radiación y la presión de gas en las estrellas, la presión debido al principio de exculsión de Pauli en las enanas blancas y también reajustando la órbita de las partículas como en el caso de la materia oscura que es menos colisión.

Cuando limitamos algo a un espacio pequeño, es equivalente a poner energía y dado que los quarks y los anti-quarks pueden salir de la nada, ¿tienen algún tipo de presión de degeneración que pueda frenar el colapso gravitacional?

Si. La presión gravitacional en el Sol fusiona su masa todo el tiempo y la convierte en energía. En eones por venir, el Sol expirará, pero su energía irradiada habrá teletransportado su gravedad a otros cuerpos.

La gravedad gana, es la gravedad la que causa la presión en primer lugar.

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