Entonces, los agujeros negros son creados por ciertas estrellas moribundas y cuando la estrella se queda sin energía nuclear, la gravedad gana y la estrella implosiona. Toda la masa de una estrella colapsa en un volumen de espacio cada vez más pequeño. Lo que luego crea un agujero negro, así que mi pregunta es, ¿los agujeros negros realmente tienen energía para crear ese tipo de vacío para absorber la luz?
Si un agujero negro fue creado por una estrella enorme que se quedó sin combustible y luego colapsó sobre sí misma, ¿tendría energía el agujero negro y, de ser así, de dónde vendría, o es simplemente como el vacío en el espacio sin energía en ¿todos?
(Corríjame si dije algo incorrecto sobre los agujeros negros, ya que soy muy joven y todavía no entiendo el concepto).
En el espacio exterior, el vacío no es lo que succiona la materia hacia un agujero negro. Ese puede ser el caso de su aspiradora doméstica, pero en todas partes del espacio exterior hay esencialmente una aspiradora. En cambio, es la poderosa atracción gravitatoria del agujero negro.
Sin embargo, el agujero negro puede tener energía. Un tipo que me viene a la mente es la energía cinética angular . Esta es la energía que tiene un objeto giratorio, en este caso, un agujero negro giratorio (ver también agujero negro de Kerr y agujero negro de Kerr-Newman ). Los agujeros negros también pueden tener energía cinética de traslación , la energía de un objeto en movimiento. También los agujeros negros tienen energía potencial gravitatoria -energía potencial debida a la gravedad- y los agujeros negros con carga eléctrica pueden tener energía potencial eléctrica.
Entonces, los agujeros negros tienen energía, aunque quizás no en la forma que pensabas.
¡Sigue haciendo buenas preguntas!
Espero que esto ayude.
Un agujero negro aislado es una solución de vacío de la relatividad general, por lo que, en un sentido muy directo, no contiene energía en ninguna parte del espacio-tiempo. Pero tal vez un poco en contra de la intuición, eso no implica que tal agujero negro no tenga energía.
Definir la cantidad total de energía suele ser muy problemático en la relatividad general, pero en algunos casos especiales es posible. En particular, las soluciones habituales de los agujeros negros son todas asintóticamente planas, es decir, el espacio-tiempo es simplemente el Minkowski plano habitual cuando está lejos del agujero negro.
Aquí (o en general cuando tenemos una forma asintótica prescrita del espacio-tiempo), podemos calcular la energía-momento total, esencialmente midiendo el campo gravitatorio del agujero negro en el infinito. La energía es solo un componente de la energía-momentum.
En realidad, hay dos tipos diferentes de 'infinidad' relevantes aquí: la infinidad espacial y la infinidad nula (similar a la luz), dependiendo de si estamos 'lejos' del agujero negro en una dirección similar al espacio o similar a la luz. También existe el infinito temporal, pero eso solo corresponde a esperar un tiempo arbitrariamente largo, por lo que no es relevante aquí. Los dos infinitos diferentes engendran definiciones diferentes de energía-momento, dando la energía ADM y la energía Bondi , respectivamente. En el vacío, la diferencia intuitiva entre los dos es que la energía de Bondi excluye las ondas gravitacionales.
Entonces, la respuesta corta es 'sí', con la salvedad de que en una situación más complicada, donde no podemos atribuir todo al agujero negro en sí, la respuesta a cuánta energía se debe al agujero negro puede ser ambigua o errónea. definido.
Nótese que la energía-momentos ADM y Bondi también definen sus correspondientes medidas de masa , como la norma de esas energías-momentos ( ), pero para un agujero negro también podemos definir la masa de manera más operativa en términos de órbitas alrededor del agujero negro. También existen otras alternativas para abordar la masa de manera específica.
La única forma en que podemos detectar los agujeros negros es a través del efecto que su masa gravitatoria tiene sobre los objetos fuera del horizonte de eventos. Estos objetos pueden obtener energía del agujero negro, ya que caen en el pozo de potencial, se calientan e irradian (a menudo en la región de rayos X del espectro). Entonces, los agujeros negros tienen energía gravitacional de su masa. Un agujero negro también podría tener carga, pero esto es raro en el universo, que es en gran parte neutral. Es probable que muchos agujeros negros giren y estos también tengan energía de rotación.
El principio de conservación de la energía nos dice que la cantidad de energía en el universo es constante. Por lo tanto, podemos concluir que la energía que alguna vez compuso una estrella que se convirtió en un agujero negro no puede ser destruida. Entonces, sí, de acuerdo con el principio de conservación de la energía, un agujero negro contiene energía.
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