¿Por qué un agujero negro tiene una masa finita?

Question

Me refiero a que además de lo obvio "tiene que tener una masa finita o absorbería el universo". Una singularidad es un punto adimensional en el espacio con densidad infinita, si no me equivoco. Si algo es infinitamente denso, ¿no debe ser también infinitamente masivo? ¿Cómo crece un agujero negro si todo lo que cae en él se funde en la misma singularidad, que ya es infinitamente densa?

Answer 1

Si algo es infinitamente denso, ¿no debe ser también infinitamente masivo?

No. La singularidad es un punto donde el volumen llega a cero, no donde la masa llega al infinito.

Es un punto con volumen cero, pero que sigue teniendo masa, debido al estiramiento extremo del espacio por la gravedad. La densidad es $\frac{mass}{volume}$ por lo que decimos que en el límite $volume\rightarrow 0$ la densidad va al infinito, pero eso no significa que la masa vaya al infinito.

La razón de que el volumen sea cero en lugar de que la masa sea infinita es fácil de ver en un sentido intuitivo a partir de la creación de un agujero negro. Se puede pensar en un volumen de espacio con cierta masa que se comprime debido a la gravedad. La materia normal deja de ser comprimible en un punto determinado debido a la repulsión de Coulomb entre los átomos, pero si la gravedad es lo suficientemente fuerte, se puede superar eso. Puedes seguir comprimiéndola infinitamente (aunque probablemente tendrás que superar algunas otras barreras de fuerza por el camino), hasta que tenga cero volumen. Pero sigue conteniendo masa. La masa no puede desaparecer por este proceso. La densidad es infinita, pero la masa sigue siendo finita.

Answer 2

Así que todo el mundo parece caer en una trampa lógica aquí.

Los agujeros negros no tienen una densidad infinita en su singularidad/centro. Este asunto de la densidad infinita es la forma que tiene la física de decir que no sabemos lo que está pasando.

La cosa se pone aún peor ahora que el Bosón/Campo de Higgs es aparentemente lo que da masa a las partículas. Si no hay partículas en un agujero negro, entonces ¿qué hay para interactuar con el campo de Higgs para generar masa?

Answer 3

Un agujero negro tiene una densidad infinita; como su volumen es cero, está comprimido hasta el límite. Así que también tiene una gravedad infinita, ¡y succiona todo lo que está cerca de él! ¡¡No todo lo que hay!! Ahora bien, sobre todo cuando chupa cosas se suma su masa, que sigue siendo finita y siempre lo será, ¡¡aunque chupara todo el universo!! Todo es por la fórmula: ¡¡¡la densidad en un agujero negro es la masa dividida por el volumen (0) por lo que la densidad es infinita, no la masa!!! Así pues, un agujero negro tiene una masa que es finita y siempre será finita.

Answer 4

Si tiene una densidad infinita, eso significaría que tiene una gravedad infinita (o una curvatura espacial infinita en la relatividad especial, en la que creo). así que, obviamente, no tiene una densidad infinita porque eso absorbería todo el universo en sí mismo. eso significaría que tendría que tener una cantidad de volumen inconmensurablemente pequeña. e incluso si tuviera una densidad infinita, la curvatura del espacio debería ser más potente cerca de la singularidad, pero ¿cómo podemos añadir más a una cantidad infinita de gravedad? si tuviera una densidad infinita, su curvatura debería ser igual en todas partes, lo que también es imposible. ¿Qué opinas de esta teoría?

Answer 5

No voy a pretender tener ningún conocimiento real sobre el tema, ni sobre la mayoría de lo que planteo, así que siéntanse libres de corregirme por cualquier aspecto extremadamente imprudente o imposible, pero ahí va.

Un agujero negro a mí me parece la personificación de la nada. Hay algo, luego el espacio general, y luego un agujero negro. Me parece que algo a la nada es relativamente posible, ya que en un momento dado la nada llegó a ser algo, sin embargo siento que el propio universo no permitiría tal falla, ya que el universo parece bastante perfecto en su diseño.

Una teoría con la que me he topado es la de que todos los átomos tienen una forma negativa y otra positiva entre las que pueden intercambiar. Una especie de materia y antimateria, pero todos los átomos experimentan esto, y nosotros vivimos en la positiva.

Esto interactúa con la idea de un agujero negro, una explosión masiva de algo que creó energía a potencias más allá de los números para los que tenemos palabras (googlplex's), durante un periodo de años para el que apenas usamos el número (miles de millones). Y eventualmente explota, y en la estela de tal energía, se forma un agujero negro (Si es que la gente sigue creyendo eso). Así que una masa rediculada de energía positiva sale de un punto del universo, y en este punto, succiona masa, todo, un perfecto pozo de gravedad ineludible.

¿Podría ser que después de que irradie tanta energía positiva desde un punto, éste explote, y luego comience a succionar toda la energía positiva que llegue a él, para reequilibrar la rediculosa cantidad de energía negativa que entonces quedaría en la estela de tal cosa?

Me lo imagino, más bien como una explosión bajo el agua (una implosión en realidad). Primero explota, y luego todo es absorbido hasta llegar a su punto natural. Excepto que esto es en una escala masiva (mucho más grande que cualquier bomba que pudiéramos hacer o imaginar), pero tan pequeña (se llena hasta un nivel subatómico, si no hasta un nivel de electrones) que toma un tiempo increíblemente largo para volver a la normalidad.

Y aún así, eso no es un factor para decir que toda esta energía que está tomando, no está siendo vortex a otro espacio o incluso tiempo.

Así que, como resumen, supongo que lo que estoy concluyendo que son los agujeros negros, es una enorme esfera de negativo. Y como todas las cosas quieren ser neutras, succiona la mayor cantidad posible de positivo (la realidad en la que vivimos), prácticamente, de forma indefinida, toda la materia positiva que se acerque a él para ser succionada sin fisuras, sin escapatoria posible. Para responder si tiene masa, realmente no lo sé con certeza, pero por lo que puedo decir, tiene una masa finita. Pero el tiempo que necesita para llegar a un punto neutro es absolutamente ridículo, ya que tendría que llenar todo ese espacio de forma impecable, hasta el absoluto con la poca energía que le llega de la luz, o de pequeños fragmentos de átomos.

Pero de nuevo, no tengo ningún conocimiento real sobre el tema, es sólo mi conjetura educada en lo que he leído y aprendido durante un poco de tiempo.