¿Puede la masa dentro del horizonte de eventos de un agujero negro interactuar gravitacionalmente con la masa fuera del horizonte de eventos?

La gravedad se acopla a cualquier cosa con un tensor de tensión-energía distinto de cero, como$G_{\mu\nu} = 8\pi T_{\mu\nu}$. Entonces, si imaginamos algún universo con agujeros negros con materia dentro de sus horizontes de eventos, contribuirán al tensor general de tensión-energía y, por lo tanto, deben interactuar con la gravedad.

¿Puede la masa dentro del horizonte de eventos de un agujero negro interactuar gravitacionalmente con la masa fuera del horizonte de eventos?

De las siguientes proposiciones parece que estás hablando de cuantización de la gravedad. En una teoría cuántica de campos, la interacción se representa mediante el intercambio de partículas virtuales . Estas son construcciones matemáticas, no en shell masivo.

Si es así, los gravitones y sus campos, a diferencia de los fotones, deben poder cruzar el horizonte de sucesos libremente en ambas direcciones.

Asumiendo que la gravedad está cuantificada y existen gravitones, es decir, dos bosones de masa cero giran, se comportarán de la misma manera que los fotones, es decir, quedarán atrapados en el horizonte, en la capa que los gravitones no pueden cruzar.

De lo contrario, la masa observada de un agujero negro debe depender solo de las partículas que orbitan fuera del horizonte de eventos.

En mi opinión, esto es un non sequitur. La medición reciente de la fusión de agujeros negros dio masas a los dos agujeros negros y al fusionado utilizando ecuaciones de relatividad general. La masa vista por un observador externo sigue la regla de todas las masas y en un límite se comporta de forma newtoniana. La respuesta real de cómo los gravitones virtuales construyen un campo gravitatorio, similar a los fotones virtuales que construyen un campo eléctrico, necesita una cuantización de la gravedad que aún es un proyecto de investigación.

El entorno dentro del horizonte de sucesos debe carecer de masa, en el sentido gravitatorio.

Esto, en mi opinión, también es una conclusión sin sentido. La pregunta necesita una cuantización definitiva del modelo de gravedad. Las teorías de cuerdas tienen cuantización de la gravedad y hay estudios dentro de ese formato para los inclinados a las matemáticas.

Yo diría que sí, interactúa gravitacionalmente con toda la masa del universo. No estoy de acuerdo con que algo como los gravitones se extiendan y agarren las cosas para atraerlas, pero obviamente hay un pozo de gravedad fuera del horizonte de sucesos. ¿Quién puede decir que no hay masa en un agujero negro? ¿Qué tiene de malo la idea de que eso es todo? Solo una masa tan grande (y creciente) que su aceleración debido a la gravedad no permitirá que la luz escape más allá de cierto punto.

La masa interior no afecta nada exterior.

Pero la materia y la energía que caen y forman el agujero negro curvaron el espacio-tiempo exterior a medida que lo atravesaban.

Esto le sucede incluso a una estrella regular. Cuando el gas que formó nuestro sol colapsó para formar nuestro sol, curvó el espacio-tiempo en el nuevo espacio-tiempo fuera de sí mismo a medida que la materia y la energía se movían hacia adentro.

La curvatura aquí afuera de la Tierra fue causada cuando el gas colapsando para formar nuestro sol tenía el tamaño de una órbita terrestre.

La curvatura que sale de Marte se formó antes, se formó cuando el gas que colapsaba tenía el tamaño de una órbita de Marte.

La curvatura de Venus se formó más tarde, se formó cuando el gas colapsado tenía el tamaño de una órbita de Venus.

La idea de que la masa envía gravitones a la velocidad de la luz hacia otros objetos es completamente errónea para la relatividad general. La curvatura en una región simplemente evoluciona en función de la curvatura cercana, y la materia y la energía (y el momento y sus flujos) simplemente hacen que la curvatura evolucione de manera diferente a como lo hace en el vacío.

Que es lo que sucedió cuando el gas pasó por donde estamos ahora, convirtió la curvatura en una curvatura más fuerte, pero que es totalmente capaz de causarse allí mismo sin ninguna otra intervención.

Este es un tema complicado.

Desde mi comprensión de la relatividad,

• Nominalmente, aparte del todo, no habría nada con lo que interactuar en primer lugar, ya que la masa no parece existir dentro de un agujero negro. ¡¿Qué?! Bien, para aclarar, no puedo hablar de la naturaleza en el punto de la singularidad misma. Me refiero a los niveles ambientales de materia entre el horizonte y el centro, suponiendo que el agujero negro haya estado rodeado por un vacío perfecto: nada cercano del cosmos para absorber (excepto tal vez relacionado con la radiación de Hawking: partículas virtuales que parecen de la nada, te guste o no).
• Hablar de "gravitones" como si fueran partículas conocidas conduce a conceptos erróneos. Por lo que he leído, son solo especulaciones, a diferencia de los fotones y otros bosones, y están destinados a servir más bien como analogías en el lenguaje, ayudándonos a comprender algo más tangible en contexto, como la transferencia del campo de gravedad o la propagación de ondas gravitacionales a través del espacio-tiempo (como el 2015-09 detectó una ola de compresión/expansión en las noticias últimamente).

En aras del argumento, digamos que, por un breve período de tiempo, existe algo de materia fresca que cae justo debajo del horizonte de eventos, antes de que se convierta por completo en la curvatura (distorsión del espacio-tiempo) y sea absorbida por lo adimensional. centro. Entonces me inclinaría a decir que sí , aislado del propio BH, absolutamente "interactuaría gravitacionalmente" con la materia justo fuera del horizonte, en el momento adecuado.

No puedo ofrecer fácilmente investigaciones para respaldar esto directamente, pero de lo contrario tendríamos que creer, por ejemplo. que estas ondas de compresión del espacio-tiempo normalmente no atraviesan ni siquiera los agujeros negros a una velocidad c sin verse afectadas. Parte del argumento se relaciona con cómo teóricamente, con la tecnología adecuada en un futuro distante, estos pulsos de ondas gravitacionales podrían usarse para "ver"/inferir en un tiempo incluso antes de que el universo fuera opaco a los fotones (alrededor de 380 000 años después de la BB). ?), una perspectiva que entusiasmó a muchos físicos, porque ofrecería una forma de obtener información más antigua que la que podría producir el electromagnetismo. En aquellos días, ciertamente existían entornos con una distorsión extrema en nuestro tejido espacial.

Esa nueva forma de "ver" el pasado más distante no parecería posible si sus "gravitones" se vieran obstaculizados por las curvaturas extremas del espacio-tiempo típicas de los agujeros negros.

Para respaldar aún más mi respuesta SÍ **, se me ocurrió un contraejemplo convincente, para mostrar también que la "interacción gravitacional" es probable para dos cuerpos pequeños de masa, en lados opuestos muy cerca de un horizonte de eventos.

Experimento mental: Tome un agujero negro supermasivo, como en el centro de una galaxia. Por lo general, su densidad promedio puede ser menor que la del agua, y si su nave espacial fuera absorbida irreversiblemente, podrían pasar horas (¿o incluso días?) Antes de que comience a sentir las fuerzas de marea que lo destrozan.

Ahora convénzame de que su nave masiva de 200 megatones, en los primeros segundos después de cruzar el punto de no retorno, no está experimentando una atracción infinitesimal debido a la gravedad de mi nave masiva también, a solo unos metros de distancia, pero en el otro lado. del horizonte