¿Existe alguna relación entre los Agujeros Negros y el Big Bang?

Como menciona la pregunta, ¿existe una relación entre el Big Bang y los Agujeros Negros? Parece que el Big Bang es una teoría 'añadida' que no se alinea con las teorías actuales (ya que no conocemos ni observamos la energía oscura, una fuerza misteriosa que explica por qué la materia se acelera hacia afuera). ¿Es posible que una vez que entendamos lo que sucede dentro de los agujeros negros pueda explicar nuestro origen? Si puedes imaginar lo que es para alguien dentro del horizonte de eventos de un agujero negro, ¿observarían que la materia se acelera hacia afuera de manera similar a nuestro universo? Tal vez sea posible ver la singularidad dentro del horizonte de eventos como el exterior (volteando el agujero negro de adentro hacia afuera en un sentido matemático), por lo que para un observador dentro del horizonte de eventos todo se acelera hacia afuera).

Vengo de un entorno no físico, por favor disculpe mi ignorancia o busque más aclaraciones sobre la pregunta.

Se agradecen los enlaces a lecturas adicionales sencillas e intuitivas.

¿Por qué has votado negativo?
La esencia: los agujeros negros se crearon "mucho" después del Big Bang. Los físicos tienen una buena idea de lo que sucedió después del Big Bang, pero no tienen una idea sólida de qué causó el Big Bang en sí. Además, los físicos no tienen una idea sólida de qué son la materia oscura y la energía oscura. Las ecuaciones de Maxwell relacionan el magnetismo y la electricidad, pero la gravedad aún no se puede conectar. La física ha esperado durante mucho tiempo una teoría del todo que uniría todas estas partes desesperadas.
Aunque el sitio considera un poco grosero solicitar motivaciones para votar, supongo que está bien mencionar (ya que el OP había sentido curiosidad por ellas) que el razonamiento detrás de mi consideración de su pregunta como buena está contenido en el comentario de hoy sobre Anna. respuesta. (Creo que estoy un poco cerca de la línea, en reputación por respuesta, para publicar su contenido como una respuesta directa). El razonamiento detrás de ese comentario es mayormente visible en la nota al pie n . pdf/2006.07748.pdf .

Respuestas (1)

Ambos existen en modelos matemáticos usando la Relatividad General, y ambos han sido exitosos en la descripción de observaciones astrofísicas hasta ahora. Ahí es donde termina la similitud, porque la singularidad al principio en el modelo del Big Bang es matemáticamente una singularidad diferente a las que modelan los agujeros negros.

Un ejemplo cotidiano son las singularidades que se usan para modelar matemáticamente un sifón de baño, donde el agua del baño desaparecerá en el agujero, y las matemáticas que se usan para modelar una explosión. Ambos modelos tienen una singularidad (es decir, un infinito en un punto (0,0,0)) ambos usan la mecánica clásica y la gravitación clásica, pero no son el mismo tipo de singularidad. Esto se debe a que los datos a modelar en un caso desaparecen en un agujero, y en otro aparece mucha materia de una pequeña región.

Los datos que indujeron el modelo del Big Bang se asemejan en las cuatro dimensiones de la relatividad general a una explosión, mientras que los datos de los agujeros negros se asemejan a un sumidero.

La relación es que la misma teoría matemática, la Relatividad General, puede modelar con singularidades tanto los agujeros negros como el universo observable.

¿Qué pasa si volteas el agujero negro de adentro hacia afuera? Entonces, ¿la singularidad de un agujero negro es el exterior para un observador dentro del horizonte de eventos? ¿Haría eso alguna diferencia?
@Christian Hay dos puntos separados en su comentario. (1) Un agujero negro invertido en el tiempo se llama agujero blanco y tiene muchas similitudes con el Big Bang. De hecho, la singularidad del agujero blanco Oppenheimer-Snyder es matemáticamente lo mismo que el Big Bang. Esto hace que la respuesta de Anna sea incompleta. (2) En el modelo de cosmología de Milne, el universo se expande dentro de la singularidad del Big Bang, de modo que la singularidad aparece como una esfera que se expande a la velocidad de la luz mientras estamos dentro. Si bien existen algunos argumentos en contra de este modelo, hoy no se puede descartar por completo.
En cierto sentido, las fuentes y los sumideros clásicos se invierten matemáticamente, pero las soluciones describen dos estados físicos diferentes. Uno modela la salida (explosión, fuente) y la otra entrada (sumidero). Como dice Safespeare, si volteas un agujero negro, obtendrás un agujero blanco, pero modelará diferentes observaciones (como un pequeño Big Bang). Las observaciones son lo que separa lo entrante de lo saliente en el modelo. Uno no puede explicar las observaciones relacionadas con los agujeros negros por una fuente singular, es un sumidero. No se han observado agujeros negros blancos.
@annav, ¿podría un observador diferenciar entre el Big Bang y estar dentro de un agujero blanco? Safespear afirmó que un agujero blanco es matemáticamente lo mismo que el Big Bang, lo que me hace pensar que un observador no podría notar la diferencia.
Matemáticamente no, una fuente es una fuente, es por eso que hay muchos modelos de universos flotando, pero no se han observado agujeros blancos en outruniverse.
Un rebote hacia el exterior desde los numerosos centros de los agujeros negros (cada uno tiene uno) es la base de algunos modelos cosmológicos importantes, que incluyen en particular el multiverso temporal de NJ Poplawski de universos locales causalmente separados formados por efectos de torsión negados en 1915 GR pero desarrollados en 1929 ( después del descubrimiento de que las partículas giran) en la teoría de Einstein-Cartan, que está muy descuidada en los EE. UU., quizás en parte porque su combinación de universidades públicas y privadas está muy sujeta, en sus nombramientos y financiación, a la influencia de los fundamentalistas que malinterpretan el teorema BGV. (Su modelo permite la eternidad pasada.)
¿Existe alguna relación entre los Agujeros Negros y el Big Bang?
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