Defecto de masa gravitatoria

Question

En física nuclear tenemos un defecto de masa por la energía de enlace de los nucleidos. Un efecto similar aparece en la teoría de la gravitación inducido por la energía de enlace gravitatoria, que reduce la masa. Pero por ejemplo en el ISCO de un agujero negro de Kerr tenemos energías de enlace alrededor de $\sim 0.4 mc^2$ por lo que si una partícula fuera a $r\to 0$ la energía de enlace $E_B\to-\infty$ por lo que la masa efectiva será negativa (y el defecto de masa también será infinito)?

¿Cuál es el problema de estos pensamientos?

Answer 1

El artículo de 1960 de Arnowitt, Deser y Misner abordaba la cuestión del defecto de masa a escala cosmológica. Básicamente, tanto las energías negativas como las positivas contribuyen al campo gravitatorio total, por lo que el campo gravitatorio medido en sistemas que tienen grandes campos gravitatorios será mayor de lo que se puede explicar por la masa desnuda (es decir, la masa desnuda se define como la suma de todas las partículas del sistema que se obtendría reduciendo la materia a trozos pequeños y separándolos mucho para que no hubiera una interacción gravitatoria significativa). Tomando la Tierra como ejemplo, la energía de su campo gravitatorio es insignificante comparada con su energía mc^2 positiva. Si la misma masa terrestre se redujera hasta convertirse en un agujero negro, habría una energía gravitatoria adicional presente (dependiendo de cómo se modele el agujero negro). Como envoltura, la energía gravitatoria es [(1/2)m^2]/2R y como el radio del agujero negro sería 2mG/c^2, la energía adicional sería (mc^2)/4.

Answer 2

¿La energía vinculante negativa es energía negativa?

No. La energía vinculante positiva es energía negativa.

La energía vinculante negativa es energía negativa negativa.

Y la energía negativa es, por supuesto, energía positiva.