¿Tiene un agujero negro suficiente tiempo para formar una singularidad?

Estoy tratando de entender los agujeros negros, las singularidades y la radiación halcones. Physics.se contiene muchas preguntas y respuestas interesantes, pero de ninguna he podido leer hasta ahora sobre la interacción entre la formación de una singularidad y la radiación de halcón (la mayoría parece hablar sobre el punto en el que la materia se sumerge en un agujero negro que ya tiene una singularidad ).

Por lo que entiendo, desde la perspectiva de una estrella colapsando en una singularidad, el tiempo percibido es como en la mecánica clásica: la masa se acelera hacia el centro de gravedad, y cuando "todo" está allí, es una singularidad. Ahora bien, esto lleva un tiempo finito, y la materia misma percibe precisamente eso. Parte de la pregunta es: ¿cuánto dura este tiempo? Estoy asumiendo en la magnitud de milisegundos.

Ahora, según entiendo, la radiación de halcón, tan pronto como haya un horizonte de eventos, comenzará a emitir masa/energía negativa en la dirección de la singularidad. La dilatación del tiempo se vuelve infinitamente más fuerte a medida que nos acercamos a la singularidad, por lo que asumiría que desde la perspectiva de esas partículas negativas, reducirían todo el tiempo su distancia percibida a las partículas de energía/masa positiva que ya están en camino a la singularidad. .

Desde que se acerca a la singularidad, la dilatación del tiempo se vuelve una especie de infinito, incluso el 10 100 Los años más o menos que se supone que tarda la radiación hawking en evaporar un agujero negro parecen ser suficientes para enviar la cantidad necesaria de partículas de energía/masa negativas a la singularidad para que puedan "perseguir" las partículas de energía/masa positivas muy de cerca. .

Pero, ¿los alcanzarán antes de que se forme una singularidad, de modo que se cancelen entre sí hasta el punto de que no haya suficiente fuerza gravitatoria?

Si esto es solo cuestión de calcular” norte s hasta que la materia alcanza la singularidad" y " metro s hasta que la masa/energía negativa alcanza la singularidad" y el cálculo muestra que siempre norte < metro entonces estaría interesado en el cálculo (si es posible presentado de una manera que no requiera conceptos demasiado exóticos).

Si se trata de una cuestión cualitativa, en el sentido de que algunas de mis ideas son fundamentalmente incorrectas, indíquelas (nuevamente, si es posible, de una manera que no requiera conceptos demasiado exóticos).

@Anixx: Ambas preguntas parecen ser sobre lo que percibe un observador distante, no sobre lo que sucede desde la perspectiva de la masa que se derrumba; no hablan de si esa masa es cancelada por las partículas negativas de masa/energía creadas por la radiación halcones antes de que forme una singularidad. Estoy particularmente interesado en la singularidad, no en la formación de un (aparente) horizonte de eventos.
@JohnRennie: ¿Puede explicar con más detalle por qué esto podría ser un duplicado? Parece hablar de la inexistencia de un horizonte de sucesos, no de una singularidad...
@PlasmaHH mira la segunda pregunta que vinculé. No se trata solo del horizonte de eventos. Se pregunta explícitamente por las singularidades.
@Anixx: Pero parece que la dilatación del tiempo ralentiza los colapsos gravitacionales. Estoy preguntando específicamente sobre la cancelación de la masa debido a las partículas de masa / energía negativas de radiación que "perseguían" a las que se están derrumbando.
Ah, ya veo lo que quieres decir. Si te entiendo bien, estás preguntando si se puede formar una singularidad detrás de un horizonte aparente. ¿Es este un resumen justo? Si es así, es posible que desee dejar eso más claro.
@JohnRennie: Sí, es difícil de expresar. Tal vez también podamos formularlo como: ¿Se puede formar una singularidad detrás de un horizonte aparente, dado que el agujero negro se "evapora" a partir de la radiación de halcón? Es difícil entender las diferentes posiciones del observador; para mí, parece que debido a la dilatación del tiempo, la masa que cae hacia el centro de gravedad está siendo "perseguida" por partículas de masa/energía negativas de la radiación hawking que cancelará la masa y conducirá a la evaporación de todo el agujero. Pero, ¿sucederá esto antes de que haya una singularidad real?

Respuestas (2)

Bueno, la velocidad de escape de un agujero negro es la velocidad de la luz, c.

Entonces, para salir del agujero negro, debes moverte más rápido que la luz.

En realidad, no está prohibido en la naturaleza moverse más rápido que la luz. Simplemente no puede transmitir información a esta velocidad.

Incluso los electrones o los rayos de luz pueden moverse ocasionalmente más rápido que la luz. Esto se debe al principio de incertidumbre de Heisenberg.

Como saben, por un corto tiempo Δ t la energía total del sistema cerrado no puede divergir de su valor anterior más que por Δ mi tal que Δ t Δ mi ≤ ℏ .

Esto significa que, incluso en el vacío puro, a veces pueden aparecer partículas virtuales durante un tiempo breve.

Ahora, una partícula (por ejemplo, con carga negativa) se mueve en la dirección de la derecha y se encuentra con la formación de una partícula virtual y una antipartícula del vacío:

mi − − − − − − − >< − − − mi + − − − ∗ − − − mi − − − − >

La partícula original se aniquila con la antipartícula virtual, y la partícula virtual que se mueve hacia la derecha continúa su propagación. Dado que no difiere de la partícula original, se puede decir que fue la partícula original la que se movió más rápido que su velocidad media.

Lo mismo puede ocurrir con los fotones también. Entonces, la creación de un par fotón-antifotón virtual permite que el fotón viaje más rápido que la luz y escape del agujero negro. El número de antipartículas que se forman en este proceso no puede ser mayor que el número de las no antipartículas. Si no se encuentran con la partícula real, se aniquilan con su par virtual y desaparecen.

Dado que la antipartícula de un fotón también es fotón, resulta que esta antipartícula simplemente representa el campo electromagnético en la fase opuesta.

" Entonces, la creación de un par fotón-antifotón virtual permite que el fotón viaje más rápido que la luz y escape del agujero negro. " El fotón siempre viaja en c, y el antifotón de un fotón es un fotón. ver respuesta aquí este physics.stackexchange.com/questions/160765/…

La dilatación del tiempo se vuelve infinitamente más fuerte a medida que nos acercamos a la singularidad, por lo que asumiría que desde la perspectiva de esas partículas negativas, reducirían todo el tiempo su distancia percibida a las partículas de energía/masa positiva que ya están en camino a la singularidad. .

No soy físico, así que tome esto con pinzas (o más como una libra), pero creo que la cita anterior resalta dónde su suposición es incorrecta. La percepción de la dilatación del tiempo cambia a medida que te acercas a la singularidad. Permítanme darles un ejemplo con el que estoy más familiarizado (después de todo, nadie sabe realmente lo que sucede dentro del horizonte), y reemplace la singularidad con el horizonte de eventos: un observador que mira un objeto que cae en un agujero negro percibirá que el objeto se detiene. cerca del horizonte de sucesos. Pero una vez que el observador se acerca al horizonte y eventualmente lo cruza, esa percepción cambia a medida que el observador mismo cae bajo los efectos de la dilatación del tiempo. El observador nunca podrá "atrapar" el objeto que observó de esta manera.

O dicho de otra manera: los objetos más cercanos a una singularidad sienten una fuerza gravitacional más fuerte que los objetos más alejados. Como tal, se mueven más rápido hacia la singularidad cuanto más cerca están. Lo que significa que si estuvieras dentro del horizonte de eventos, percibirías que todo se aleja de ti (las cosas más cercanas al atractor se mueven más rápido que tú, y tú te mueves más rápido que las cosas más alejadas de él).

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