¿Por qué las singularidades de los agujeros negros son estables?

Las ecuaciones de Friedmann dicen que las grandes densidades de materia conducen a grandes tasas de expansión. En la gravedad newtoniana, dos partículas puntuales masivas separadas por una distancia infinitesimal experimentarán una fuerza enorme.

Entonces, ¿qué tiene de diferente un agujero negro?

Las ecuaciones de Friedmann dicen que las grandes densidades de materia conducen a grandes tasas de expansión. No es verdad. E irrelevante en cualquier caso porque las ecuaciones de Friedmann no se aplican a un agujero negro. En la gravedad newtoniana, dos partículas puntuales masivas separadas por una distancia infinitesimal experimentarán una fuerza enorme. La fuerza es atractiva, ¿cuál es el problema?

Respuestas (1)

Las singularidades de los agujeros negros son de dos tipos:

  1. Spacelike --- esto es solo para agujeros negros sin carga que no giran
  2. Timelike--- soluciones exactas para todo lo demás, rotación cargada
  3. Horizonte de Cauchy --- esta es una solución improvisada para deshacerse de 2 y convertirlo en 1, que Penrose introduce de manera ad-hoc (quiere una singularidad espacial y no la obtiene en las soluciones exactas) . No es realmente la tercera opción.

Para las singularidades espaciales, están en el futuro de cualquier punto del interior, por lo que no son un lugar, sino un tiempo. No deben considerarse como una fuente de gravedad infinitamente densa, sino más bien como un punto final para la continuación interior, donde desde el punto de vista de la cuerda, la materia que cae se ha termalizado por completo.

Las singularidades temporales tienen un tensor de tensión divergente, pero no son exactamente singularidades ordinarias. Repelen la materia ordinaria y solo la luz puede tocarlos. Si los ilumina, lo descomprimen, lo cual es necesario para que la solución continúe en el futuro (mediante el método de prueba del teorema de Penroses: todas las geodésicas dentro del horizonte convergen, y solo una singularidad puede convertir a divergir).

Este comportamiento no tiene análogo no relativista. La imagen de la singularidad como un punto de densidad infinita es solo a medias precisa para un agujero negro neutral, que es completamente no genérico en lo que respecta a las soluciones clásicas.

Debo agregar que, en mi opinión, solo las singularidades temporales son físicas, la singularidad neutral de Scwarzschild similar al espacio es un artefacto de alta simetría y se convierte en una singularidad temporal bajo perturbaciones genéricas. También creo que debido a esto, las cosas entran en un agujero negro y vuelven a salir después de un recorrido.

¿Qué quiere decir con "También creo que por esto las cosas entran en un agujero negro y vuelven a salir después de un recorrido"? ¿Dónde?
@FrankH: Del mismo horizonte en el que cayó. Esto surge de la extensión del horizonte pasado de la solución del agujero negro, y creo que esto es lo que sucede porque no puedo entender AdS/CFT sin él, pero Todavía no estoy seguro de cuánto dura la entrada y salida. Es lo que sucede clásicamente, excepto que clásicamente, la entrada y salida lleva un tiempo infinito, por lo que bien podría ser en otro universo. Di algunas respuestas sobre esta idea aquí, probablemente sea original para mí, pero no la resolví en detalle, aunque algún día lo haré (a menos que alguien se me adelante o muera primero).