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¿Lucha contra un agujero negro: podría una fuerte cáscara esférica dentro de un horizonte de evento resistir caer la singularidad?

Como un experimento de pensamiento imaginar una increíblemente fuerte cáscara esférica con un diámetro un poco menor que el horizonte de sucesos de un particular, de gran agujero negro. El shell está dividido en dos hemisferios, y los dos hemisferios son liberados desde cualquiera de los lados del agujero negro que se encuentran y unen en el interior del horizonte de sucesos, la formación de una estacionaria uniforme concha alrededor de la singularidad. Por supuesto, consideramos que el shell es impecable, y exactamente centrado en torno a un estacionario singularidad - es evidente que este es un equilibrio inestable, pero nos imaginamos que es posible.

Es posible que las fuerzas estructurales proporcionados por un shell podría ser lo suficientemente fuerte como para resistir la extrema gravedad de las condiciones en el interior del horizonte de sucesos, y, por tanto, evitar ser absorbidos por la singularidad?

(Para los fines de esta pregunta podemos considerar la adopción de la shell a niveles extremos de fuerza, por ejemplo, considerar la posibilidad de que la cáscara se hace desde un punto de máximo densamente neutronium-como el material que es muy resistente a cualquier otra de compresión debido al principio de exclusión de Pauli).

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JRT Puntos 97

Como dmckee dice en su comentario, la respuesta es no, una estacionaria de cáscara esférica no es posible. Esto es debido a que ni siquiera las fuerzas entre partículas en neutronium son lo suficientemente fuertes como para que la apoyen.

El problema es que una vez en el interior del horizonte de sucesos no hay manera de viajar lejos de la singularidad, o incluso mantener su distancia de ella, sin tener que viajar más rápido que la luz. Sin embargo, las fuerzas fundamentales como el electromagnetismo y la débil y fuerte de las fuerzas tener un máximo de la velocidad de propagación de $c$, y eso significa que las tres fuerzas no se puede propagar hacia el exterior. Un neutrón en el borde exterior de la cáscara esférica no puede tener lugar, porque ninguna de las tres fuerzas se puede mover hacia el exterior para mantenerlo allí, por lo que debe caen hacia el interior. Esto se aplica a todos los neutrones en el shell, por lo que y el shell debe inevitablemente caen hacia el interior y el golpe de la singularidad.

Demostrar esto es un poco implicado. véase mi respuesta a ¿por Qué es un agujero negro de color negro?, pero a pesar de que he tratado de simplificar las matemáticas todavía es un poco intimidante.

Más tarde:

Sólo me he manchado Podemos tener un agujero negro sin una singularidad?, que no es exactamente un duplicado, pero está relacionado.

Aún más tarde:

Usted puede haber notado que dmckee dijo en su comentario:

No es más que una fuerte capa esférica otra parte podría resistir el paso del tiempo

y ustedes se preguntarán qué significa esto. Así cuando hablamos de objetos que puedan caer en los agujeros negros lo general (a menudo sin saberlo) elegir un conjunto de coordenadas llamado de Schwarzschild coordenadas. Estos son el tiempo, $t$, la distancia radial desde el centro del agujero negro, $r$, y dos coordenadas angulares que voy a ignorar por ahora.

Mientras usted está fuera del horizonte de evento $t$ $r$ hacer sentido intuitivo. Es cierto que el tiempo se ralentiza para un objeto cerca del horizonte de sucesos, pero estamos ya acostumbrados a tiempo de cambiar para objetos que se mueven rápidamente. El tiempo aún se comporta como el tiempo y la distancia aún se comporta como a distancia. En concreto, se puede mover en cualquiera de las $r$ dirección, pero sólo podemos avanzar en la $t$ dirección, es decir, no podemos retroceder en el tiempo, sólo hacia adelante.

Sin embargo, si hacemos uso de nuestro sistema de coordenadas de Schwarzschild para describir eventos en el interior del horizonte de sucesos nos encontramos con algo muy extraño. El $r$ coordinar que describe la distancia desde el centro del agujero negro ahora se comporta como el tiempo, y como el tiempo es ahora sólo se puede mover hacia adelante (hacia la singularidad) en $r$ y es imposible moverse hacia atrás. Esta es la razón por la dmckee hizo la referencia a la concha de ser incapaces de resistir el paso del tiempo. La cáscara esférica en el interior del horizonte de sucesos no se resiste a avanzar en $r$ más que una cáscara esférica fuera del horizonte de sucesos se puede resistir a avanzar en $t$.

Esto suena raro (se usa más y más en la ciencia ficción), pero es perfectamente buena física. Sin embargo, yo no soy aficionado a este punto de vista porque la aparente rareza es el resultado de una mala elección de coordenadas. Ya que en el de Schwarzschild coordenadas de un objeto tarda un tiempo infinito para alcanzar el horizonte de evento que usted no debe ser sorprendido encontrar las coordenadas de Schwarzschild hacer un trabajo pobre de describir lo que sucede en el interior del horizonte de sucesos. Es importante destacar que si usted se cae en un agujero negro no experimentar distancia de comportarse como el tiempo o viceversa. En su (breve!) viaje a la destrucción en la singularidad que iba a encontrar el tiempo y la distancia comportarse como era de esperar.

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pollenstein Puntos 11

No, pero eso no significa que una cáscara esférica no podría ser utilizado como un medio de mantener a un agujero negro a partir de la expansión. Obviamente, el shell tendría que ser bastante grande para la mayoría de los estelares, agujeros negros. La durabilidad del material necesario sería inversamente proporcional a la resistencia del material de que se trate. Lo que significa que, por ejemplo, una esfera de acero alrededor de un solar de masa del objeto sería necesario AL MENOS 750000000000 KM de ancho, que no es remotamente práctica, incluso si es a sí mismo.

Incluso un nano-diamantes esfera sería necesario 750000000, 5 radios terrestres, a través de. Si se tratara de un milímetro de grosor, pesaría múltiples Júpiter-masas.

El único material que tendría una mejor relación resistencia-peso sería probablemente lo que las estrellas de neutrones tienen para apoyar mini-montañas en su corteza.

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