¿Pueden los agujeros negros evaporarse en estrellas de neutrones? [duplicar]

Una vez que se forma un agujero negro, sigue siendo un agujero negro. Hay dos posibles estados finales de un agujero negro que emite radiación de Hawking:

1. En algún momento deja de emitir radiación de Hawking y se convierte en un objeto permanente llamado "remanente".$^1$, con una masa muy pequeña que es aproximadamente la masa de Planck$m_{pl}$dónde $$m_{pl} =\sqrt{\frac{\hbar c}{G}}\approx 2.2\times 10^{-8}kg$$

o

2. El agujero negro se evapora por completo dejando partículas cuya masa combinada es aún mucho más pequeña, es decir,$m \ll m_{pl}$

Esto significa que no habrá otro estado de un agujero negro que sea consistente con una estrella de neutrones, ya que el agujero negro con su evaporación de Hawking conduce a uno de los dos posibles estados finales anteriores.

$^1$Un remanente de agujero negro es el estado final estable o metaestable de la evaporación de Hawking. Es decir, la radiación de Hawking puede detenerse cuando la masa del agujero negro alcance la escala de Planck.

Agregaré algunos detalles sobre lo que Joseph H quiere decir con "una vez que se forma un agujero negro, sigue siendo un agujero negro".

Nuestra comprensión actual de la formación de agujeros negros es que una vez que se forma un agujero negro, los conos de luz giran a 90° hacia adentro y apuntan hacia la singularidad. De hecho, en esa métrica de Schwarzschild

$$\begin{equation} ds^2=\left(1-\frac{r_s}{r}\right)dt^2-\left(1-\frac{r_s}{r}\right)^{-1}dr^2 -r^2 d\Omega^2 \end{equation}$$ usted puede ver fácilmente que para$r<r_s$, los signos de la parte radial y la parte del tiempo están intercambiados, y esto es lo que normalmente queremos decir con "dentro de un agujero negro, el tiempo se convierte en espacio y el espacio se convierte en tiempo". Significa que si agrega algo de materia a una estrella de neutrones, la estrella colapsará en algún momento. A medida que el agujero negro crece, la materia del interior no puede hacer otra cosa que caer hacia la singularidad porque este es el único movimiento posible dentro de un agujero negro, así como avanzar en el tiempo es el único movimiento posible en el tiempo.

Una vez que la materia de la estrella de neutrones ha caído completamente en la insularidad, es imposible revertir la situación y volver a algún estado en el que uno tenga una estrella de neutrones estable dentro de un horizonte de eventos (que es un estado imposible). Finalmente, el horizonte del agujero negro se evaporará a medida que pasa el tiempo y tenemos los dos senarii expuestos por joseph h.

Porque la evaporación simplemente encoge el agujero negro.

En resumen, si bien puede haber un tamaño mínimo para que una estrella se convierta en un agujero negro, no existe un tamaño mínimo para un agujero negro en sí; como resultado, la evaporación de un agujero negro a través de la radiación de Hawking simplemente dará como resultado que el agujero negro se haga cada vez más pequeño. Dado que la intensidad de la radiación de Hawking aumenta a medida que el agujero negro disminuye de tamaño, este es un proceso que se aceleraría hasta que el agujero negro básicamente explota en un estallido de radiación de Hawking.

Argumento de la entropía:

Un agujero negro tiene la máxima entropía posible para un volumen determinado (o, por extensión, masa; consulte aquí https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole_thermodynamics )

Esto es válido para cualquier tamaño de agujero negro, incluido el intervalo de masa donde las estrellas de neutrones son estables.

Para decaer en una estrella de neutrones, un agujero negro tiene que deshacerse de algo de entropía y no tiene medios imaginables para hacerlo.