Si la singularidad de un agujero negro es un objeto unidimensional, ¿cómo afecta al espacio cuatridimensional?

Question

Si el centro de un agujero negro es un punto unidimensional, una singularidad gravitacional, donde la densidad y la gravedad se vuelven infinitas y el espacio-tiempo se curva infinitamente, entonces / por qué:

1. Si el espacio-tiempo se deforma casi infinitamente, ¿por qué no se deforma hasta el punto de separar la singularidad del espacio-tiempo regular? (básicamente, se ha comprimido en su propio espacio-tiempo)

2. ¿Cómo afecta un elemento de una dimensión al espacio de cuatro dimensiones?

Answer 1

No es cierto que la singularidad de un agujero negro sea unidimensional. En realidad, la relatividad general no proporciona una respuesta bien definida a la pregunta de cuántas dimensiones tiene. Véase ¿Es la singularidad de un agujero negro un punto único? .

Si el espacio-tiempo se deforma casi infinitamente, ¿por qué no se deforma hasta el punto de separar la singularidad del espacio-tiempo regular? (básicamente, se ha comprimido en su propio espacio-tiempo)

Si quieres aprender sobre este tipo de cosas, la frase que debes buscar en Google es "cambio de topología". La relatividad general predice que, bajo un cierto conjunto de supuestos razonables, el cambio de topología nunca ocurre. En concreto, predice que no hay cambio de topología cuando la materia sufre un colapso gravitatorio para formar un agujero negro.

En realidad, no tenemos ningún dato empírico sobre el tipo de curvaturas extremas del espaciotiempo que se producen cuando se forma una singularidad, por lo que es difícil saber si debemos creer a la RG en esta predicción o no. Probablemente la única forma de obtener pruebas empíricas sería si el colapso gravitacional puede formar singularidades desnudas, violando la hipótesis de la censura cósmica. Algunos relativistas reputados creen realmente que ésta es una posibilidad seria para el colapso gravitatorio de las estrellas en el mundo real, pero no es una opinión mayoritaria.

¿Cómo afecta un elemento de una dimensión al espacio de cuatro dimensiones?

Bueno, en realidad no podemos decir que sea unidimensional, pero de todos modos no es válido pensar que la singularidad afecta al espaciotiempo circundante. La singularidad se encuentra en el cono de luz futuro de todos los observadores, por lo que no puede provocar nada. Para un agujero negro del mundo real que se forma por colapso gravitatorio, el efecto sobre el universo exterior es básicamente el campo gravitatorio de cualquier materia que formara el agujero negro originalmente.

Answer 2

Un agujero negro es un objeto hiperesférico tetradimensional oculto a nuestra vista en el espacio tetradimensional. Así que, básicamente, desde nuestro punto de vista no es unidimensional, sino cero dimensional. Esta es mi mejor analogía: tome un círculo (que es una esfera en tres dimensiones) y dibújelo en una lámina de plástico. Si le damos la vuelta, el círculo se convierte en una línea unidimensional. Ahora comprime la longitud de la lámina a cero para que coincida con la dimensión única de la línea (que comprime el círculo dibujado en la lámina a una línea verdadera). Ahora da un paso más y gira la hoja unidimensional noventa grados, de modo que veas de frente la línea dibujada en ella y ahora sea un punto unidimensional. Esto es lo que hace que un agujero negro sea un objeto puntual. Esta es básicamente la razón por la que al mirar un agujero negro podemos ver lo que hay detrás de él en sus bordes. Esta es también la razón por la que, a mi entender, las partículas con masa cero parecen también puntuales, pero tienen propiedades ondulatorias.

Answer 3

No hay agujeros negros reales, lo que decimos agujero negro es en realidad ECO (objeto eternamente colapsado), ECO nunca puede ser colapsado en una singularidad, ya que existe presión de radiación, y si un objeto curva el espaciotiempo, afecta al espaciotiempo de 4D, y para curvar el espaciotiempo, el objeto debe existir en el espaciotiempo de 4D.