Si se comprime y condensa suficiente masa, se convertiría en un agujero negro. Entonces, ¿por qué dicen que la masa de la singularidad es infinita cuando solo se necesita una cierta cantidad de masa para formar un agujero negro?

Pregunta respondida: si se comprime y condensa suficiente masa, se convertiría en un agujero negro. Entonces, ¿por qué dicen que la masa de la singularidad es infinita cuando solo se necesita una cierta cantidad de masa para formar un agujero negro?

Respuesta corta: porque “ellos” (quienesquiera que sean) están mal informados. Nada es “infinito” en la naturaleza.

En cuanto a lo que podría estar sucediendo en los agujeros negros “dentro”, la ciencia no tiene ningún conocimiento, pero abundan las hipótesis especulativas …

En teoría, la “cierta cantidad de masa necesaria” para la formación de un agujero negro tiene un límite inferior: la masa de Planck ( m [matemática] _P [/ matemática] ≅ 21,76 µg), pero no hay un límite superior.

La idea popular pero errónea de que la densidad de una singularidad gravitacional (GS) es “infinita” proviene de la idea popular pero igualmente errónea de que “cualquier número dividido por cero es igual a infinito” ): Un GS es un “punto” (volumen cero) , y si alguna masa m se comprime en volumen cero, su densidad ρ = m / 0, que es una operación matemática indefinida ( es decir, un error matemático, no “infinito”, artículo de Wikipedia División por cero).

Aquí hay una comparación entre dos “singularidades” gravitacionales diferentes, que ilustran lo poco que realmente se sabe, nada en absoluto , sobre lo que podría estar sucediendo “dentro” de tales objetos:

Notas:

  1. No ” (o 0) porque se dice que el tiempo, el espacio y la gravedad están “creados” (!) En el BB.
  2. Asumiendo que la “singularidad” no existía “antes” del BB.
  3. El “volumen relativista” es ” dependiente del tiempo ” (por lo que la densidad sigue su ejemplo).
  4. Según la NASA , el “volumen relativista” de un agujero negro de 7 M [matemáticas] _ʘ [/ matemáticas] (masas solares) es ≅ 3.7 × 10 [matemáticas] ^ {95} [/ matemáticas] m [matemáticas] ^ 3 [ / math] (notable, ya que todo el volumen observable del Universo se estima en ≅ 3.6 × 10 [math] ^ {80} [/ math] m [math] ^ 3 [/ math] (ver Universo observable)).
  5. Pregunta a los físicos: con densidad infinita , ¿cómo puede haber una “habitación” para la actividad térmica?
  6. Según la NASA, la densidad “relativista” promedio de un agujero negro de 7 M [matemática] _ʘ [/ matemática] es ≅ 4 × 10 [matemática] ^ {- 68} [/ matemática] g cm [matemática] ^ {- 3 } [/ math] (notable, ya que la densidad promedio de todo el Universo Observable se estima ≅ 9.9 × 10 [math] ^ {- 30} [/ math] g cm [math] ^ {- 3} [/ math], un promedio de ≈ 6 partículas (protones) por m [matemática] ^ 3 [/ matemática] de espacio (suponiendo ≈ 6 × 10 [matemática] ^ {79} [/ matemática] como el número total de partículas en el Universo)) .
  7. La temperatura de Hawking de un agujero negro de 7 M [matemáticas] _ʘ [/ matemáticas] ≅ 1.2 × 10 [matemáticas] ^ {- 31} [/ matemáticas] K. ¡Frío de verdad!

Fuente de tabla y notas: Manzanas y naranjas (Singularidades comparadas) .pdf

Para obtener una hoja de cálculo Excel comentada y totalmente “vinculada a la fuente” desarrollada para jugar “What If?” Con agujeros negros de cualquier masa inferior a 10 [math] ^ {305} [/ math] kg, no dude en descargar Black Hole Properties. También hay una “Calculadora de agujeros negros” (que da solo una “opinión”) en la web, consulte Calculadora de radiación de Hawking.

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Wikipedia Ignorance (corte de wiki Gravitational Singularity):

Las cantidades utilizadas para medir la intensidad del campo gravitacional son las curvaturas invariantes escalares del espacio-tiempo, que incluye una medida de la densidad de la materia. Dado que tales cantidades se vuelven infinitas dentro de la singularidad , las leyes del espacio-tiempo normal no pueden existir.

Las singularidades gravitacionales se consideran principalmente dentro de la relatividad general, donde la densidad aparentemente se vuelve infinita en el centro de un agujero negro, y dentro de la astrofísica y la cosmología como el estado más temprano del universo durante el Big Bang. Los físicos no están decididos si la predicción de singularidades significa que realmente existen (o existieron al comienzo del Big Bang), o que el conocimiento actual es insuficiente para describir lo que sucede en densidades tan extremas. […]

La versión clásica del modelo cosmológico Big Bang del universo contiene una singularidad causal al comienzo del tiempo ( t = 0), donde todas las geodésicas temporales no tienen extensiones en el pasado. La extrapolación hacia atrás a este tiempo hipotético 0 da como resultado un universo con todas las dimensiones espaciales de tamaño cero, densidad infinita, temperatura infinita y curvatura espacio-tiempo infinita .

Negrita énfasis en el error.

Puedo estar equivocado, pero no creo haber escuchado nunca que la masa de una singularidad de agujero negro fuera infinita. He oído decir que la densidad es infinita.

Si busco la definición de una singularidad, encuentro lo siguiente:

Singularidad matemática: un punto en el que un objeto matemático dado no está definido o no se “comporta bien”, por ejemplo, infinito o no diferenciable.

Singularidad gravitacional: una región en el espacio-tiempo en la que las fuerzas gravitacionales de las mareas se vuelven infinitas.

Singularidad mecánica: una posición o configuración de un mecanismo o una máquina donde el comportamiento posterior no se puede predecir.

Lo que queda claro de estas definiciones es que una singularidad no está definida en todos los casos.

En otras palabras: una singularidad es un concepto abstracto que solo puede usarse como modelo de cosas que se comportan casi como singularidades, como agujeros negros o el origen del big bang.

Sin embargo, una singularidad, que es algo con un equivalente de energía distinto de cero sin ninguna dimensión espacial, no es algo que pueda existir en la realidad.

Para responder a su última oración: Las leyes de la física no se pueden aplicar porque las singularidades no están definidas.