Tengo curiosidad por saber si un agujero negro es una condición necesaria para un horizonte de sucesos.
¿Podría tener una estrella activa lo suficientemente masiva como para crear un horizonte de sucesos incluso antes de colapsar?
Respuestas
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No es posible tener un objeto masivo estable con un horizonte de sucesos a su alrededor.
La aceleración necesaria para mantenerse a una distancia fija $r$ de un objeto esféricamente simétrico puede calcularse a partir de la métrica de Schwarzschild. Esto se hace en ¿Cuál es la ecuación del peso a través de la relatividad general? pero me limitaré a citar el resultado aquí:
$$ a=\frac{GM}{r^2}\frac{1}{\sqrt{1-\frac{r_s}{r}}} $$
Dónde $M$ es la masa del objeto y $r_s$ es el radio del horizonte de sucesos. Así que es sólo la aceleración gravitacional newtoniana multiplicada por el término extra de $1/\sqrt{1-r_s/r}$ .
El problema es que como $r \to r_s$ la aceleración $a \to \infty$ , es decir, que para rondar el horizonte de sucesos se requiere una aceleración infinita. En cuanto te adentras en el horizonte, simplemente no puedes flotar en absoluto. Dentro del horizonte es imposible resistirse a ser arrastrado hacia la singularidad.
Y por eso no puede haber una estrella masiva estable dentro del horizonte. Las fuerzas entre los átomos/iones/lo que sea que componen la estrella no son lo suficientemente fuertes como para resistirse a que sea aplastada hacia dentro para formar una singularidad.
El destino de una estrella en colapso puede ser modelado de forma aproximada por la Métrica Oppenheimer-Snyder . Esto es sólo aproximado porque supone una densidad constante dentro de la estrella, pero nos da una idea aproximada de lo que ocurre. En realidad, el horizonte de sucesos comienza en el centro del objeto que colapsa y crece hacia fuera hasta que es mayor que el radio de la estrella que colapsa. La estrella pasa entonces a formar la singularidad en el centro del agujero negro.
Mark
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Tengo curiosidad por saber si un agujero negro es una condición necesaria para un horizonte de sucesos.
Un agujero negro es un nombre para lo que contiene un horizonte de sucesos (en mi limitada comprensión).
¿Podría tener una estrella activa lo suficientemente masiva como para crear un horizonte de sucesos incluso antes de colapsar?
El problema parece ser que la fusión tiene lugar en el núcleo. Si la masa fuera tan grande que se formara un horizonte de sucesos, el resto de la estrella quedaría instantáneamente aislada del núcleo generador de la fusión y se colapsaría inmediatamente de todos modos. La ausencia de fusión (fuera del horizonte de sucesos) significa que no hay energía para resistir la gravedad.
De todos modos, dudo que se pueda decir que la fusión se produce en un núcleo tan denso, ya que se ha superado la densidad en la que la fusión tendría algún sentido y se ha entrado en un territorio que no comprendemos del todo (plasma de quark-gluones y más allá, supongo).
ralphtheninja
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Un agujero negro se define por el horizonte de sucesos. Lo que está dentro de EH, es negro, y por lo tanto agujero negro.
Dejando a un lado la terminología, para responder a su pregunta de forma sencilla, y con una analogía - Posiblemente, sí, pero momentáneamente aunque sea posible.
Analogía del colapso - Supongamos que un objeto cae en un horizonte de sucesos preexistente. Ahora, hay un EH, pero teóricamente, la materia que cae sigue colapsando una vez que pasa el EH. No creo que nadie pueda decir con certeza cuánto tiempo dura ese colapso. Por eso, he dicho momentáneamente.
Como escribió John Renee, si el EH comienza en el centro, entonces, hay un EH mientras la estrella sigue pareciendo una estrella (no un BH) desde fuera al menos durante un momento. Podemos decir, que no había un agujero negro cuando el EH comenzó - ¡NO! porque, esa es la terminología - Sólo el EH define el agujero negro. Mientras el EH se expandía, también lo hacía el BH.
