¿Por qué la constante cosmológica no provoca la formación de agujeros negros?

La constante cosmológica actúa como materia con energía positiva pero presión negativa. Entonces una región R debería tener energía mi ∼ Λ r 3 . Por otro lado, sabemos que la energía de un agujero negro es mi B H ∼ r , entonces incluso Λ es muy pequeño, para una región lo suficientemente grande R , la energía será lo suficientemente grande como para convertirse en un agujero trasero. Específicamente, el radio de Schwarzchild es r s = 2 mi ∼ 2 Λ r 3 , cuando r s > r , a saber 2 Λ r 2 ≳ 1 entonces se debería formar un agujero negro. ¿Qué tiene de malo el análisis aquí?

Lo que importa es la densidad, no el contenido total de energía. Según tu razonamiento, la Tierra debería ser un agujero negro (tiene la misma masa que tendría un agujero negro mucho más pequeño).
El radio de schwarzchild de nuestra tierra es mucho más pequeño que su radio real.

Respuestas (2)

Es un error común pensar que la fuente de la gravedad es simplemente la masa. En relatividad general, la curvatura del espacio-tiempo está relacionada con un objeto llamado tensor de tensión-energía . Este es un tensor de segundo rango y, en la mayoría de los casos, lo escribimos como una matriz de 4 x 4 que se ve así ( imagen de Wikipedia ):

Tensor de tensión-energía

El número resaltado en rojo, T 00 , es lo que normalmente consideramos masa y, en muchos casos, ese es el único número que importa. Sin embargo, en el caso de la energía oscura, también debemos considerar los tres elementos diagonales. T 11 , T 22 y T 33 que se comportan como una presión. Específicamente para la energía oscura, se comportan como una presión negativa, y el efecto de esto es impulsar una expansión acelerada.

Lo que le sucede al universo depende del equilibrio entre el T 00 término y los tres términos de presión. Si T 00 es muy grande y los términos de presión son insignificantes, obtenemos un colapso, aunque en el caso del universo tenemos un Big Crunch , no un agujero negro. Si los términos de presión son negativos y su magnitud es muy grande, entonces obtenemos una inflación cosmológica . Ahora mismo T 00 y los términos de presión son comparables, por lo que la expansión del universo se acelera con bastante suavidad.

Gracias por tu respuesta. Entiendo la cosmología de GR con constante cosmológica. Acelera un universo en expansión mientras desacelera un universo en colapso. Pero todavía no tengo muy claro cómo la presión salva el análisis en la pregunta.
Porque si tomas cualquier región finita del universo, los términos de la diagonal superan a los T 00 plazo y esa región se expande, no se colapsa.

Te puedo ofrecer una explicación sencilla:

Si miras la ecuación de Friedmann

H 2 H 0 2 = Ω R a − 4 + Ω METRO a − 3 + Ω k a − 2 + Ω Λ ,
verás que la constante cosmológica NO actúa como la materia porque no escala como la materia. Lo que esto significa es que la densidad de la energía oscura es uniforme y no depende del factor de escala del universo, lo que significa que su densidad no aumenta como la materia normal cuando la comprimes. Simplemente permanece constante. Si comprime el volumen, acaba reduciendo la cantidad de contribución de energía de vacío en ese volumen reducido. Entonces no hay un significado bien definido del radio de Schwarzschild para la constante cosmológica. Como puede ver, no es así como funciona la formación de agujeros negros.

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