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¿Violan los agujeros negros en colisión la simetría temporal inversa?

Dos agujeros negros pueden chocar y fusionarse en uno mayor, pero no dividirse en dos. Significa esto que la colisión de agujeros negros viola la simetría de inversión temporal?

Relacionado: ¿Violan los agujeros negros la simetría T? Según la respuesta a esa pregunta, la inversión temporal de un agujero negro da lugar a un agujero blanco. Sin embargo, eso parece implicar que los agujeros blancos son muy inestables porque pueden dividirse espontáneamente en dos, que a su vez se dividirían en cuatro, ad infinitum, y el universo estaría cubierto de diminutos agujeros blancos por todas partes.

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Luke Puntos 1209

Te has perdido algo: el ondas gravitacionales.

El espaciotiempo de una fusión de agujeros negros contiene ondas gravitacionales que salen de la fusión a la velocidad de la luz. La inversión temporal invierte el tiempo en todo el espaciotiempo, y esto convierte esas ondas gravitacionales que escapan en un frente de ondas gravitacionales convergentes, así como los agujeros negros en agujeros blancos. Estas ondas convergen en el (ahora) agujero blanco central y se hacen tan fuertes en ese punto central de convergencia que son capaces de separarlo en dos agujeros blancos separados.

Sin esas ondas gravitacionales entrantes, no se produciría tal división.

EDITAR: Como señala A.V.S. en los comentarios, de hecho, una mejor respuesta a esta pregunta sería que la evolución futura de los agujeros blancos es en general indeterminada o, mejor dicho, sin restricciones, en el sentido de que múltiples trayectorias futuras a partir de puntos idénticos del espacio-fase satisfarán las ecuaciones dinámicas, aunque, por supuesto, eso significa todavía que debemos subrayar que un elemento crucial de la respuesta aquí es que la inversión temporal convierte el agujero negro en un agujero blanco. (De hecho, esta es una de las razones por las que se les llama "blancos". cualquier cosa - incluso unicornios, no en serio, sería totalmente [aunque improbable] coherente con las ecuaciones que saliera un ungulado de 1 cuerno, tanto como literalmente cualquier otra cosa).

En un caso realista de colisión de agujeros negros, que es lo que he supuesto en la respuesta anterior, entonces, por supuesto, sí, tendrás las ondas gravitacionales y demás y tendrás que tenerlas en cuenta en la inversión. Pero la situación es aún más grave.

Dado que la evolución futura del agujero blanco no está restringida, se pueden construir escenarios con una división espontánea y totalmente sin causa del agujero blanco, y que sea consistente con las ecuaciones dinámicas. Como es una evolución consistente, no viola la simetría de inversión temporal. La razón por la que el Universo no está cubierto de agujeros blancos diminutos es que es casi imposible que se formen en primer lugar - y probablemente, la relatividad general no es la descripción final de estas cosas.

(Quiero señalar que en realidad existe una analogía para esto dentro de la mecánica newtoniana ordinaria llamada " Cúpula de Norton ". No es físicamente realizable, pero sigue siendo un sistema dentro de la teoría matemática que tiene una propiedad similar de que su estado actual es equiconsistente con múltiples trayectorias de evolución futura).

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¿Afirmas que disponiendo el frente gravitatorio de formas específicas se puede hacer cualquier objeto a partir de un agujero negro?

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@Anixx, como mucho, esta respuesta afirma que disponiendo el frente gravitatorio de formas específicas se podría en principio hacer que cualquier objeto saliera de un blanco agujero. (Me parece seguro suponer que no existen agujeros blancos, y puesto que presumiblemente las implicaciones termodinámicas hacen imposible construir uno, no creo que esto tenga implicaciones prácticas. Pero creo que responde a la pregunta de la OP).

1 votos

@Harry Johnston : De hecho, he encontrado algo que sugiere que el propio agujero blanco es inestable a una pequeña perturbación - en cierto sentido, si "cortas y pegas" uno en un Universo de tiempo normal, o incluso sólo introduces un poco de tiempo "normal" en él poniendo un poco de masa normal cerca, el tiempo "normal" lo engulliría y lo convertiría instantáneamente en un agujero negro. De ahí que los agujeros blancos no existan en nuestro Universo más que los lápices perfectamente equilibrados sobre su punta sin estabilización activa ni superficies especiales. Literalmente. *Todo.* Tiene. Para. Sé. Bien.

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Weng Fai Wong Puntos 116

Sí, en la misma medida en que la caída de un huevo viola la simetría temporal inversa (¿has visto un huevo roto saltar espontáneamente del suelo a tu taza?). Esto se llama "segunda ley de la termodinámica" y no es simétrica en el tiempo.

4 votos

¿Creo que esto es incorrecto? En principio un huevo roto puede saltar espontáneamente del suelo a tu taza, porque toda la física es reversible en el tiempo a microescala; sólo a macroescala entra en juego la segunda ley de la termodinámica.

5 votos

@Allure La colisión de agujeros negros me suena a acontecimiento a macroescala.

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@Allure es lo mismo con los agujeros negros. No hay diferencia entre la fusión de dos agujeros negros y la fusión de dos planetas o estrellas.

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zkent Puntos 133

Cuando dos agujeros negros chocan y se fusionan en uno, se emite una gran cantidad de energía en forma de ondas gravitacionales. Esta energía que se propaga sin límites representa un aumento de la entropía, junto con cualquier aumento debido a que la superficie final del BH es mayor que la suma de los dos originales.

Si tuviéramos una solución exacta de la ecuación de campo de Einstein que describiera esto, podríamos sustituir t por -t y tendríamos otra solución válida. Lo que esto significa en la vida real es que un agujero negro sentado en algún lugar, cuando es bombardeado con ondas gravitacionales convergentes dispuestas exactamente de la manera correcta, podría absorber esas ondas y dividirse en agujeros negros.

No sé si habrá tecnología alienígena ultraavanzada, pero nada que pueda imaginarme así va a suceder. Es como si los fragmentos y gotitas de un huevo caído volvieran a juntarse para formar un huevo entero sin manchas.

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