¿Por qué los agujeros negros necesitan una descripción mecánica cuántica?
Los adioses
Leí sobre los agujeros negros, sobre la métrica de Schwarzschild, las ecuaciones de campo de Einstein y su solución en el vacío para un cuerpo esférico.
Entendí que los agujeros negros son objetos cuya gravedad es enorme, y también entendí que existe el llamado radio de Schwarzschild, que es
que es el radio de una esfera tal que, si toda la masa de un objeto fuera comprimida dentro de esa esfera, la velocidad de escape desde la superficie de la esfera sería igual a la velocidad de la luz.
Entonces entendí por supuesto por qué la Relatividad General es más que esencial para describir esos objetos.
Pero ahora, si hacemos un ejemplo con nuestro Sol (que nunca se convertirá en un agujero negro, pero juguemos), obtendríamos
Ahora bien, esta esfera me parece todo menos infinitesimal, por lo que mi pregunta es: ¿por qué los agujeros negros también necesitan la mecánica cuántica para ser completamente entendidos? ¿O se refiere solo al "interior" de un Agujero Negro (es decir, la región más allá del Horizonte de Eventos)?
Lo siento, esta pregunta puede ser poco clara o estúpida, pero no la rechace. Seguro que a todos os ha venido alguna duda en vuestro pasado, y lo más bonito es que alguien os las explique.
Respuestas (2)
Juan Rennie
Hay muchas razones por las que esperamos que sea necesaria una teoría cuántica de la gravedad, y están bien resumidas en la pregunta que ACuriousMind vinculó: ¿ Cuáles son las razones para esperar que la gravedad deba ser cuantizada? .
Un poco, ya que está preguntando específicamente sobre los agujeros negros, consideremos los agujeros negros, en cuyo caso la razón obvia por la que necesitamos una teoría de la gravedad cuántica es describir la radiación de Hawking y la evaporación del agujero negro.
Hawking basó su cálculo en una técnica llamada gravedad semiclásica , que es una especie de casa a mitad de camino entre la física clásica y una teoría completa de la gravedad cuántica. La gravedad semiclásica es solo una aproximación, y aunque esperamos que funcione bastante bien para agujeros negros grandes, será cada vez más inexacta a medida que el agujero del bloque se haga más pequeño. La única forma en que alguna vez entenderemos lo que sucede en las etapas finales de la evaporación del agujero negro es si tenemos una teoría completa de la gravedad cuántica.
Hay otro aspecto de los horizontes de eventos de los agujeros negros que actualmente es bastante controvertido y es la paradoja del cortafuegos del agujero negro . Si la idea del cortafuegos es cierta, entonces el interior de un agujero negro es un lugar más extraño de lo que nadie sospechaba, pero nuevamente con una teoría adecuada de la gravedad cuántica nunca lo sabremos.
Estos son un par de ejemplos de por qué necesitamos una teoría de la gravedad cuántica que sea específica para los agujeros negros y que algún día podamos medir. Pero lo animo a leer la pregunta que ACuriousMind vinculó para una comprensión más profunda de por qué una teoría clásica de la gravedad y una teoría cuántica de la materia nunca van a encajar bien juntas.
george
ana v
Usted pregunta
¿Por qué los agujeros negros necesitan una descripción mecánica cuántica?
Pero no proporcione un enlace relacionado con esta pregunta. La mecánica cuántica ha sido necesaria para el modelo cosmológico estándar actual, el modelo del Big Bang .
La cuantificación de la gravedad es necesaria para que el modelo se ajuste a las observaciones, pero hasta donde yo sé, la versión de la relatividad general de la formación y descripción de agujeros negros es adecuada. La cuantización de la gravedad es el santo grial de las tendencias teóricas actuales para poder unificar todas las fuerzas en las altas energías del comienzo del Big Bang. Se investiga activamente. En la actualidad sólo se utilizan modelos de cuantificación efectivos. Las teorías de cuerdas han cuantificado la gravedad pero hay muchas posibilidades; hasta ahora no se ha propuesto ningún modelo teórico único que pueda contener el modelo estándar de la física de partículas y dar predicciones comprobables.
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