Entiendo que los fotones, incluso cuando viajan a la velocidad de la luz, no pueden escapar del horizonte de sucesos de un agujero negro. ¿Los gravitones y otras partículas virtuales que viajan a la velocidad de la luz también están confinados por los horizontes de sucesos?
Si es así, parece que el campo gravitatorio creado por el agujero negro resultaría solo de la masa del agujero negro más allá del horizonte de eventos, donde los gravitones son capaces de escapar. Como resultado, ¿habría una disparidad entre la masa aparente del agujero negro debido a su campo gravitatorio sobre otros cuerpos celestes y la cantidad total de materia contenida dentro del agujero negro?
Además, estaba leyendo esta pregunta: Naturaleza de la gravedad: gravitones, curvatura del espacio-tiempo o ambos. , lo que sugiere que los gravitones y el espacio curvo pueden ser indistinguibles. Sin embargo, si los gravitones están limitados por el horizonte de eventos, parece que un agujero negro actuaría de manera diferente en función de si la gravedad resulta de los gravitones o del espacio-tiempo curvo. La existencia de gravitones vinculados negaría el campo gravitacional de masa dentro del horizonte de eventos, lo que resultaría en un campo gravitatorio significativamente más bajo fuera del agujero negro. ¿Ocurriría esto, o estoy descuidando algún efecto de la relatividad sobre el campo gravitatorio?
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En un punto de vista clásico, esta pregunta se basa en una imagen incorrecta de la gravedad. La gravedad es solo la manifestación de la curvatura del espacio-tiempo, y un agujero negro es solo un cierto fruncimiento muy pronunciado que captura cualquier cosa que se acerque demasiado. Las ondas en la curvatura viajan en pequeños paquetes ondulatorios (radiación --- ver D.05), pero son una adición opcional a la gravitación que ya existe. En particular, los agujeros negros no necesitan radiar para tener los campos que tienen. Una vez formados, ellos y su gravedad simplemente son.
Sin embargo, desde un punto de vista cuántico, es una buena pregunta. Todavía no tenemos una buena teoría cuántica de la gravedad, y es arriesgado predecir cómo será esa teoría. Pero tenemos una buena teoría de la electrodinámica cuántica, así que hagamos la misma pregunta para un agujero negro cargado: ¿cómo puede un objeto así atraer o repeler otros objetos cargados si los fotones no pueden escapar del horizonte de eventos?
El punto clave es que las interacciones electromagnéticas (y la gravedad, si la gravedad cuántica acaba pareciéndose a la electrodinámica cuántica) están mediadas por el intercambio de partículas virtuales . Esto permite una escapatoria estándar: las partículas virtuales pueden "hacer" prácticamente lo que quieran, incluido viajar más rápido que la luz, siempre que desaparezcan antes de violar el principio de incertidumbre de Heisenberg.
El horizonte de eventos del agujero negro es donde la materia normal (y las fuerzas) deben exceder la velocidad de la luz para escapar y, por lo tanto, quedan atrapadas. El horizonte no tiene sentido para una partícula virtual con suficiente velocidad. En particular, un agujero negro cargado es una fuente de fotones virtuales que luego pueden hacer su negocio virtual habitual con el resto del universo. Una vez más, no sabemos con certeza si la gravedad cuántica tendrá una descripción en términos de gravitones, pero si la tiene, se aplicará la misma laguna: la atracción gravitatoria estará mediada por gravitones virtuales, que son libres de ignorar un horizonte de eventos del agujero negro.
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Boom de fotones
Brandon Enright