Teóricamente, ¿cuál es la diferencia entre un agujero negro y una partícula puntual de cierta masa distinta de cero? Por supuesto, el primero existe mientras que no está claro si el segundo existe o no, pero ambos tienen una densidad infinita.
Probablemente deberíamos distinguir entre una partícula "como un punto" y una partícula "sin estructura". En la mecánica clásica hablamos de partículas "puntuales", objetos sin extensión. Es el caso de que en la relatividad general cualquier masa "puntual" estaría dentro de su horizonte de eventos y por lo tanto sería un agujero negro.
En la mecánica cuántica, incluso una partícula "sin estructura", una partícula sin partes constitutivas, es como una onda y tiene una extensión, aunque no un tamaño fijo, y nunca puede convertirse exactamente en un punto, ya que eso requeriría un tiempo infinito. cantidad de energía. No creo que sea el caso, por lo tanto, que mecánica-cuánticamente todas las partículas sean agujeros negros en ningún sentido.
Una gran diferencia es que todos los electrones, por ejemplo, son idénticos, pero no todos los agujeros negros. En particular, un agujero negro puede tener cualquier masa, mientras que una partícula como un electrón tiene un valor fijo para su masa. Esta propiedad de partículas fundamentales como los electrones es, en última instancia, lo que nos permite definir escalas fijas de longitud y tiempo en las leyes de la física. En un universo que no tuviera partículas fundamentales masivas, las leyes de la física tendrían cierto tipo de simetría llamada invariancia conforme, que haría imposible construir relojes o reglas de acuerdo con reglas estandarizadas universalmente.
Otra diferencia es que hay partículas fundamentales, como los electrones y los neutrinos, que son estables (no sufren desintegración radiactiva espontánea), mientras que se cree que los agujeros negros finalmente se evaporarán en partículas fundamentales.
Dices que ambos tienen una densidad infinita, pero probablemente esto no sea cierto. La masa de una partícula como un electrón es probablemente atribuible a la sopa de partículas virtuales que lo rodea, mientras que en la relatividad general la masa de un agujero negro realmente se localiza en un punto matemático. (Por supuesto, esta es una especie de comparación injusta, ya que sabemos que GR está mal por debajo de la escala de Planck. Es posible que las singularidades de GR no sean realmente singularidades. Solo estoy tratando de dar una respuesta en términos de teorías físicas establecidas. )
Es tentador imaginar que las partículas fundamentales son agujeros negros, pero esto no es posible. Clásicamente, un agujero negro cargado que gira tiene restricciones en su momento angular y su carga en relación con su masa. De lo contrario, no hay horizonte de eventos y tenemos una singularidad desnuda en lugar de un agujero negro. Un electrón viola ambos límites, pero no observamos que los electrones tengan las propiedades predichas para estas singularidades desnudas. Por ejemplo, las singularidades desnudas tienen curvas temporales cerradas en el espacio-tiempo que las rodea, lo que violaría la causalidad, pero no hay evidencia de que los electrones provoquen una violación de la causalidad.
Una partícula puntual es una simplificación matemática, no una cosa real. En realidad, cada partícula tiene un tamaño, pero para la mayoría de las consideraciones está bien despreciar ese tamaño y tratarlo como una partícula puntual.
La noción de una partícula puntual (el electrón, por ejemplo) es una noción muy mala que habita en la Física a pesar de que los experimentos digan lo contrario. Pero si un electrón tiende a explotar , la masa gravitante tiende a colapsar . Ambas características son manifestaciones de nuestros errores al describir los fenómenos físicos.
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Juan Prime