Métrica simple del colapso estelar

Si está buscando " Modelos analíticos simples de colapso gravitacional ", puede consultar el artículo del mismo nombre de RJ Adler, JD Bjorken, P. Chen y JS Liu en el American Journal of Physics: 73 (2005) 1148 -1159 https://dx.doi.org/10.1119/1.2117187 (preimpresión en arXiv:gr-qc/0502040).

El ejemplo más fácil posible es si imaginas una capa de materia moviéndose hacia adentro a la velocidad de la luz con el espacio-tiempo de Minkowski adentro.

Así que vacíe el espacio-tiempo de Minkowski por dentro. Un espacio-tiempo de Schwarzschild de masa fija y constante en el exterior. Y un caparazón de fuente en la interfaz entre los dos. Y a medida que retrocedes en el tiempo, el caparazón simplemente se aleja más y más. Entonces puede estar muy lejos, pero nunca fue un agujero blanco.

Ahora alguien siempre puede colocar un horizonte de eventos en el pasado infinito conforme. Pero eso puede suceder con el espacio vacío de Minkowski, por lo que no puede significar mucho, además puedes poner diferentes topologías y dimensiones en el pasado infinito conforme o incluso hacer que esté vacío, entonces, ¿cuánto quieres preocuparte realmente por eso?

En cuanto a los agujeros blancos en algunos modelos de Oppenheimer-Snyder: son para condiciones iniciales con energía cinética insuficiente. Aproximadamente, desea darle a su material suficiente energía cinética inicial para que caiga desde el infinito espacial con alguna energía cinética finita en el pasado infinito. Básicamente, si empujas un momento de simetría de tiempo hasta el pasado infinito, entonces puedes ignorar un agujero blanco de la misma manera que lo hace el espacio-tiempo de Minkowski.

En cuanto a si esto se puede hacer genéricamente a través de una pequeña perturbación, eso puede depender de lo que consideres pequeño. Y es muy similar a las soluciones avanzadas del electromagnetismo.

Una gran capa de polvo en reposo tiene solo un poco menos de energía que una capa de polvo que cayó desde el reposo en el infinito. Pero una pequeña bola de polvo en reposo puede tener mucha menos energía que el mismo polvo con suficiente energía como para haber caído desde el infinito espacial en el pasado infinito. Pero para un observador externo en cualquier momento solo ven una solución de Schwarzschild con el parámetro$M$y estarían igualmente contentos con uno en el que el polvo de la bola tuviera menos energía en reposo en cada sección y más energía cinética. Y diría que es más físico exactamente porque no proviene de un agujero blanco.

Pero en realidad, el polvo no es muy realista de todos modos. Pero es bastante difícil ser realista además de simple. Una estrella real emitirá radiación y, por lo tanto, se hará más pequeña con el tiempo, a menos que fluya energía. Por lo tanto, podría configurar una estrella realista que tenga un flujo de energía exactamente igual al que fluye hacia afuera. O intente modelar una bola de gas tan fría que no tenga fusión con una caída térmica simple igual a su radiación térmica. Pero eso no es realmente formación. Si lo convirtió en un modelo agonista en lugar de un modelo fluido, podría tener una molécula de gas demasiado fría para la bola de fusión que a veces obtiene velocidad de escape y tiene un flujo de partículas desde el infinito.

Pero entonces ese es el mismo problema. Para contrarrestar un flujo de partículas con velocidad de escape, debe suministrar partículas de reemplazo con suficiente energía para haber caído desde el infinito con alguna energía cinética finita. Exactamente lo que habría funcionado para el polvo. Y esto sigue siendo solo mantenimiento, no formación.

Pero ese parece ser el verdadero problema. Hay estrellas que tardaron esencialmente un tiempo infinito en formarse. Y estrellas que siempre estuvieron alrededor. Y estrellas que se formaron a partir de agujeros blancos.