Actualmente estoy leyendo Seven Brief Lessons on Physics de Carlo Rovelli , y lo encuentro bastante fascinante. Por supuesto, el libro ofrece principalmente una visión general de la física moderna sin entrar demasiado en detalles o ecuaciones y cosas por el estilo, enfatizando más el viaje a través de la física que hemos emprendido en el último siglo.
Sin embargo, en el libro, Rovelli explica que los estudios de termodinámica y mecánica estadística "se extendieron a los fenómenos electromagnéticos y cuánticos. Sin embargo, la extensión para incluir el campo gravitatorio ha resultado problemática. Cómo se comporta el campo gravitatorio cuando se calienta es todavía un problema sin resolver". problema." (págs. 57-58) Luego describe cómo el calor hace que las ondas electromagnéticas en un campo electromagnético vibren, pero agrega que se desconoce cómo el calor afecta un campo gravitacional. Dado que la gravedad según la teoría general de la relatividad de Einstein es, en esencia, la curvatura del espacio-tiempo, el calentamiento de un campo gravitatorio también daría como resultado el calentamiento del tiempo. Sin embargo, como afirma Rovelli, "¿qué es un tiempo vibrante?" (pág. 58)
Sin embargo, más adelante en el libro, Rovelli menciona que Stephen Hawking calculó que "los agujeros negros siempre están 'calientes'. Emiten calor como una estufa". (pág. 63) Desde mi perspectiva, ¿no podría el calor emitido por el agujero negro afectar su campo gravitatorio? Según mi conocimiento, los agujeros negros tienen un enorme campo gravitatorio que no permite que la luz escape de su alcance, y el tiempo en un agujero negro esencialmente se detiene. Me parece, entonces, que dos cosas están en juego aquí: el campo gravitacional del agujero negro y el calor del agujero negro. Dado que el calor puede, aparentemente, afectar un campo gravitacional (de una manera que actualmente se desconoce),¿Es posible que el tiempo observado cerca de un agujero negro (donde esencialmente se detiene) sea el resultado de la gravedad del agujero negro, de su calor o de ambos? ¿Podría también contribuir a nuestra comprensión de la forma en que el calor afecta un campo gravitacional?
Nota: mi conocimiento de los agujeros negros es bastante limitado, como lo es de la física moderna, por lo que se solicitan críticas sobre mi lógica, así como una comprensión refinada relacionada con cualquier concepto erróneo que pueda tener.
1. Un agujero negro cosmológico es un agujero negro giratorio (cargado) con un disco de acreción donde la materia en estado de plasma emite radiación térmica, esencialmente radiación electromagnética generada por el movimiento térmico de partículas cargadas. Luego, la radiación de Hawking, explicada por los efectos cuánticos cerca del horizonte de eventos, agrega más emisión de energía del agujero negro. Sin embargo, este último es insignificante para los agujeros negros masivos o súper masivos.
2. SR (relatividad especial) muestra que la energía y la masa inercial son equivalentes. Los principios de equivalencia de Einstein establecen que la masa inercial y la masa gravitatoria de cualquier objeto son iguales (principio de equivalencia débil (WEP)) y que todas las formas de energía no gravitatoria y cantidad de movimiento gravitan (principio de equivalencia de Einstein (EEP)). Paso por alto el principio de equivalencia fuerte (SEP) como no necesario en esta argumentación.
Según 1. y 2., la masa del agujero negro, el momento angular (y la carga), la radiación térmica del disco de acreción y la radiación de Hawking cerca del horizonte, todos ellos gravitan, lo que significa que dan forma a la geometría del espacio-tiempo circundante. Si las condiciones son estacionarias, el tensor métrico es independiente del tiempo; de lo contrario, puede estar caracterizado por vibraciones. En consecuencia, el tiempo, medido por un observador lejano, se ve afectado. Sin embargo, el tiempo propio, por ejemplo, el tiempo medido por un reloj a bordo de una audaz nave espacial que se acerca o incluso cruza el horizonte, no se detiene. En cuanto a la nave espacial, además de la fuerza de marea, el horizonte no es una región especial del espacio-tiempo.
Una cosa que usted (o puede ser Rovelli) se equivoca en esta situación es la parte "percibida". El tiempo, tal como se percibe cerca del agujero negro, nunca se detiene. Puede moverse tan cerca de un horizonte como desee y nunca notar que sucede nada extraño con el tiempo (no estoy teniendo en cuenta su altura y ancho y lo considero como un punto). El tiempo solo se ralentizará desde el punto de vista de algún observador lejano. Al mirarte, verá que tus relojes (y los latidos de tu corazón y tu respiración, yadda yadda) se vuelven gradualmente más lentos a medida que te acercas al horizonte.
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