He leído estas preguntas y respuestas. Ninguno de ellos respondió a mi pregunta.
Velocidades de rotación típicas de los agujeros negros
¿Existe un límite superior físico sobre la rapidez con la que puede girar un objeto físico?
Específicamente cuando las respuestas dicen:
Por lo tanto, la velocidad a la que puede girar un objeto estará limitada por las fuerzas electromagnéticas que mantienen unido al objeto contra las fuerzas centrífugas mecánicas, y dependerá de la estructura atómica del objeto.
No hay necesidad de la velocidad de la luz, ya que si giras un trozo de masa, los niveles exteriores volarán :). Uno tendría que calcular las fuerzas para una bola de acero de tamaño específico, por ejemplo, y obtener un límite para esa bola. Responderá qué tan rápido debe girar para que los átomos de la superficie se separen debido a las fuerzas centrífugas.
Ahora, en el caso de un agujero negro, no son solo las fuerzas electromagnéticas y la fuerza fuerte las que mantienen unido el material, sino que la gravedad se convierte en una fuerza a tener en cuenta. La gravedad se vuelve tan fuerte en el caso de un agujero negro que ni siquiera las partículas sin masa (partículas sin masa en reposo) pueden escapar.
Y luego este:
¿Cómo puede rotar una singularidad en un agujero negro si es solo un punto?
Giran porque son producidos por materia que tiene un momento angular neto, y el momento angular se conserva en un espacio-tiempo axialmente simétrico. Entonces, no hay nada inusual en hacerlos rotar que sea diferente de cualquier otra física.
Sin embargo, tiene toda la razón al objetar que la rotación de un punto infinitesimalmente pequeño no tendría mucho sentido. En la mecánica cuántica, hablamos de partículas infinitesimalmente pequeñas que tienen un momento angular intrínseco ("spin"), pero este es un efecto únicamente cuántico y la Relatividad General es una teoría clásica. Entonces, tu pregunta es buena. Afortunadamente, tiene una respuesta simple: la singularidad de un agujero negro en rotación en GR no es un punto, es un anillo alrededor del eje de rotación del agujero negro. Un anillo giratorio, incluso uno infinitesimalmente pequeño, es sensato porque es topológicamente distinto de un punto de dimensión cero.
La métrica de Kerr describe un agujero negro ideal con momento angular distinto de cero. La singularidad de tal agujero negro no es un punto.
Así que estoy hablando del agujero negro que es más que una singularidad, e incluso la singularidad no es un punto.
Entonces, la suposición (podría ser incorrecta) debería ser que la gravedad es tan fuerte que incluso podría resistir la prueba de la fuerza centrífuga cerca de la velocidad de rotación de la luz.
Obviamente, ningún objeto material puede girar a la velocidad de la luz, ni siquiera un agujero negro, pero las mediciones dicen que pueden acercarse a él, a veces 0,86c.
Pregunta:
¿Existe un cierto límite de velocidad en el que el agujero negro rotaría tan rápido que las fuerzas centrífugas superarían las fuerzas EM/fuertes e incluso las fuerzas gravitatorias que mantienen unido el material en el agujero negro y el agujero comenzaría a desmoronarse (podría ser un término incorrecto) o se detendría? siendo una singularidad? Entonces, ¿el agujero comenzaría a revertirse y dejaría de ser un agujero negro, y la singularidad explotaría/expandiría (como un big bang)?
¿Hay alguna documentación experimental/de observación donde pueda leer que han calculado/medido la velocidad de rotación de un agujero negro (y cómo la midieron) y cuánto más rápido necesitaba rotar para comenzar a desmoronarse (si es posible)? en absoluto) o dejar de ser un agujero negro?
Un agujero negro se describe por su masa. , momento angular por unidad de masa , carga eléctrica y carga magnética . Sin embargo, las características esenciales persisten en ausencia de cargas, por lo que un agujero negro en rotación como lo describe la métrica de Kerr, es representativo de los agujeros negros cosmológicos.
El horizonte de eventos exterior en Kerr está dado por
Las unidades naturales se utilizan de tal manera que ;
Coordenadas de Boyer-Lindquist;
;
momento angular .
Un observador estacionario idealmente en el horizonte de eventos está co-rotando con el agujero negro a velocidad angular .
El horizonte de sucesos existe si . Si la solución de Kerr describe una singularidad desnuda, sin embargo, se cree que no es física. La razón es que en un colapso gravitatorio de un objeto que gira rápidamente, las fuerzas centrífugas pueden evitar la formación de un agujero negro.
al limite
la velocidad angular del agujero negro es
Triático
Árpád Szendrei