¿Cómo es posible que los agujeros negros sean puntiformes pero tengan un tamaño?

Question

Es de suponer que todas las singularidades tienen el mismo tamaño: un punto. Qué hace que un agujero negro sea más grande que otro?

Además, una singularidad sólo tendrá la misma masa (o menos) que la estrella colapsada, por lo que lo que explica la gravedad masiva (ya que la gravedad es creada por la masa).

Answer 1

El tamaño de un agujero negro viene definido por el radio de su horizonte de sucesos, en lugar del "tamaño" de la singularidad. Además, una singularidad no es un punto, sino una hipersuperficie espacial.

Mientras se esté lejos de la singularidad, no hay ninguna diferencia que pueda distinguirse de una estrella. La gravedad es la misma. Que la gravedad sea masiva se debe a que la gravedad superficial en el horizonte es infinita.

Espero que esto ayude un poco.

Answer 2

El término singularidad no siempre se refiere a un objeto físico. También puede referirse a un punto final del razonamiento lógico que impide seguir avanzando en el razonamiento lógico. Por ejemplo, un resultado en nuestros cálculos que nos da un infinito o un cero cuando pensamos que en realidad no debería ser cierto.

Tengo que ser muy cuidadoso aquí para no dar una conclusión sólida sobre lo que es una singularidad de agujero negro porque nadie está realmente seguro. Lo seguro es que, según la Relatividad General, en el caso ideal de un agujero negro no cargado y no giratorio, la distribución de coordenadas conduce a una línea infinitamente larga que sería el fin del tiempo (ya que el tiempo se desplaza hacia la singularidad y arrastra consigo todo lo que está en reposo). Sin embargo, parece que este tipo de agujero negro no es realista y que es más probable que se trate de un agujero cargado en rotación. En ese caso, la singularidad no sería un punto, sino un anillo giratorio, lo que haría el modelo más complejo, ya que un anillo también tendría un interior.

Lo que sabemos con certeza es que la masa sí decide el tamaño del agujero negro y que, cuando la masa se duplica, el radio se duplica y el volumen se multiplica por ocho. Tienes razón al preguntar por qué la gravedad es mayor que la de la estrella que dio origen al agujero negro. Lo es y no lo es. Si colocaras un objeto en el lugar donde estaba el radio original de la estrella, teóricamente comprobarías que la gravedad no ha cambiado. (Esto probablemente no sea cierto como también señalas ya que la estrella podría haber perdido masa en una supernova). Sin embargo, el horizonte de sucesos sería menor que el radio de la estrella original, por lo que la distancia al centro de masa sería menor. De este modo, la gravedad es más fuerte y se necesita más energía para escapar de ella. Como sabes, ni siquiera la luz puede escapar.

Sin embargo, la gravedad seguiría aumentando teóricamente en el interior hasta llegar al máximo en una singularidad, si es que existe.