¿Cómo se forman los agujeros negros estelares?

Question

Esta es una especie de continuación de mi pregunta anterior en Phys.SE ¿Puede algo (otra vez) caer a través del horizonte de sucesos? que parece haber establecido que, para un observador externo, las cosas nunca caen en el agujero negro. Nótese que esto no quiere decir que un observador externo nunca vea nada caer en un agujero negro (como en la recepción de la señal óptica), sino que es una afirmación más fuerte: no importa cuánto tiempo espere un observador externo a que algo caiga en un agujero negro, siempre existirá intersección entre su propio cono de luz futuro y el cono de luz del objeto en caída fuera del horizonte de sucesos. Eso es lo que quiero decir con "las cosas nunca caen en el agujero negro".

Supongamos un universo inicial sin agujeros negros (estelares o primordiales) y, por tanto, sin horizontes de sucesos. ¿Existe una solución a las ecuaciones de la RG que demuestre que el cono de luz de cualquier cantidad de masa alcanzará inevitablemente una singularidad, sin cruzarse nunca con el cono de luz de un observador situado fuera del posible agujero negro? A mi entender, la métrica de Schwazschild describe un agujero negro eterno y estático, así que supongo que aquí estoy buscando otra cosa.

Nótese que he intentado ser mucho más específico que en las otras preguntas sobre la formación de agujeros negros, porque las respuestas que dicen que en la caída los observadores alcanzarían la singularidad en un tiempo propio finito no me ayudan realmente a comprender el fenómeno desde una perspectiva externa.

Answer 1

No puedo afirmar que tenga una respuesta, pero intentaré aclarar algunos puntos.

Si no hay agujeros negros para empezar, no es necesario que se forme un agujero negro. Por lo tanto, una respuesta rápida es no - si no hay singularidades para empezar y no singularidades se forman posteriormente, entonces, obviamente, nada llegará a una singularidad.

Sin embargo, si tomas Schwarzschild y pones alguna masa en reposo en Schwarzshild, entonces definitivamente caerán en el agujero negro y golpearán la singularidad. Como has señalado, un observador externo no lo vería. Personalmente, creo que sería muy extraño ver desaparecer un objeto. La imagen de "las cosas nunca caen en el agujero negro" es mucho más natural.

Puede que estés buscando una singularidad desnuda (sin horizonte de sucesos). Se cree que una singularidad desnuda no existe genéricamente, y está relacionada con la Conjetura de la Censura Cósmica Débil. Ciertamente, se puede llegar matemáticamente a espaciostiempos que contengan singularidades desnudas. En esos casos, puede ser cierto que las cosas simplemente desaparezcan.