Un electrón tiene una masa de $9.10938291(40) \times 10^{31} kg$ . También tiene un volumen de $0 m^3$ . Esto implicaría que tiene una densidad infinita. ¿No debería eso hacer que colapsara en un agujero negro? ¿Por qué no lo hace?
El momento angular y la carga de un electrón son lo suficientemente grandes como para que no se forme un agujero negro. Si crees en la relatividad general clásica hasta la escala de un electrón (y realmente no deberías), entonces el electrón formará una singularidad desnuda.
Más exactamente, para el caso de un cuerpo que gira, el horizonte está en el cero de
$$r^{2} - 2Mr + a^{2}$$
Donde $a$ es el momento angular dividido por la masa (en $G = c = 1$ unidades), y $M$ es la masa del agujero negro. Si pones los números del electrón, esta ecuación no tiene ceros reales. Añadir carga a la imagen sólo empeorará el asunto.
No es inmediatamente obvio que el hecho de que los electrones sean singularidades entre en conflicto con las observaciones actuales.
@OrangeDog: claro. Pero ciertamente, cuando empiezas a hablar de efectos relativistas generales de los electrones, entonces empiezas a meterte en una teoría completa de la gravedad cuántica, y deberías dejar de creer en la relatividad general en bruto.
¿Por qué los electrones no colapsan en agujeros negros?
Porque el electrón no es una partícula puntual. Su campo es lo que es. No es una mota que tiene un campo, es es ese campo. Hay energía en ese campo, esa energía tiene una equivalencia de masa, y no tiene un volumen cero. También hay que tener en cuenta que podemos difractar electrones . Y que el Efecto Einstein-de Haas demuestra que "el momento angular del espín es, en efecto, de la misma naturaleza que el momento angular de los cuerpos en rotación tal como se concibe en la mecánica clásica" . Y que en orbitales atómicos electrones "existen como ondas estacionarias" . Podría seguir. Hay muchas pruebas de la naturaleza ondulatoria de la materia . No hay pruebas de la naturaleza punto-partícula de la materia. Algunos discutirán esto y señalarán los experimentos de dispersión, pero ahí hay una inferencia errónea. Es como colgarse de un helicóptero para sondear un remolino con una pica, y luego declarar que porque no se puede sentir la bola de billar que está causando esto, debe ser realmente realmente pequeño.
En definitiva, me temo que la gente que te dice que el electrón es una partícula puntual está promoviendo un mito nacido de la simplificación matemática. Es el quantum campo teoría, no la teoría de la partícula puntual cuántica. En mi opinión, imágenes como este que dicen que el electrón es menos de 10 -18 m en tamaño son engañosas e irresponsables, y no deberían ni siquiera mostrarse a los escolares.
I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.
0 votos
Las partículas puntuales pueden describirse mediante funciones delta, math.mit.edu/classes/18.013A/HTML/chapter28/section03.html
1 votos
Posibles duplicados: physics.stackexchange.com/q/75911/2451 , physics.stackexchange.com/q/165823/2451 y los enlaces que contiene.
4 votos
Por curiosidad, ¿te importaría compartir la referencia que dice que el electrón tiene " volumen de 0m^3 "? Parece muy sospechoso. Por lo general, diferentes materiales dicen que puede ser tratado como un punto carga (No creo haber visto punto- masa versión en cualquier lugar). No creo que digan, que son partículas puntuales. Esto tiene algunas implicaciones, en particular, normalmente se puede simplificar el electrón a un punto dado que se mira desde la distancia suficiente para que esto tenga sentido.
0 votos
Al mismo tiempo, un electrón tiene masa cero y una longitud de onda de 1,23 nm. Esto implicaría que tiene densidad cero. ¿No debería eso hacer que un tubo de Crooks no funcionara?
0 votos
@luk32: probablemente sea mejor decir que no hay ninguna observación que muestre ninguna estructura a un electrón, y que todas las observaciones son consistentes con los modelos que tratan al electrón como una partícula puntual.