El centro de un agujero negro es una singularidad. Por definición, una singularidad tiene una densidad infinita. Entonces, ¿cómo puede un agujero negro con una masa diferente o densidad se describe?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?Aunque no tenemos una teoría cuántica de la gravedad, creemos que tenemos algo de conocimiento confiable acerca de las propiedades de los agujeros negros de la relatividad general.
Una de las cosas que creemos que sabemos es lo que se llama "No-pelo conjetura", que dice que los agujeros negros pueden ser descritos por sólo tres números: la masa, la carga y momento angular (es decir, cuánto se está girando).
Los agujeros negros con diferente masa, se diferencian por el tamaño de su horizonte de sucesos (el punto de no retorno); para un agujero negro de la solución en la relatividad general (agujero negro de Schwarzschild), la relación es lineal: $$ R \propto M $$ Así que esa es la respuesta a tu pregunta: incluso si los agujeros negros de todas las masas de todos contienen una singularidad, más pesada agujeros negros tienen mayor evento de horizontes.
Lejos de un agujero negro, el espacio-tiempo es curvo sólo un poco, y muchas cosas diferentes podrían curva como la que hay.
Es como si tuviera un dólar en el bolsillo, y ha estado allí por un largo tiempo, y usted no puede recordar si usted recibió de su jefe o de su amigo. Pero un dólar es un dólar.
Así que usted puede tener una estrella masiva, o un agujero negro, pero de lejos, es difícil decir qué es, pero sé que la curvatura es lo que es. Usted puede darse cuenta de que es el tipo de curvatura que hace que vaya en un círculo a una cierta velocidad, con una cierta circunferencia. Ya que están lejos y que la curvatura es pequeña, todo lo que se aproxima a la física Newtoniana bastante bien.
Así que una masa de M, se genere una aceleración debido a la gravedad de $GM/r^2$, que para un movimiento circular da $v^2/r=GM/r^2$, lo $v^2r/G=M$. Ahora se puede relacionar la circunferencia de a $2\pi r$, por lo que si $C$ es la circunferencia, consigue $M=v^2r/G=v^2C/2\pi G$. Y si $v$ es difícil de medir (ya que el movimiento es relativo) se puede relacionar la velocidad de $v$ para el período de $T$$vT=C$.
Por lo tanto $M=v^2C/2\pi G=v^2T^2C/2\pi GT^2=C^3/2\pi GT^2$.
Así, dado que el período de $T$ se puede medir (por un cronómetro) lejos del cuerpo, y la circunferencia puede ser medido por un medidor de palo) lejos del cuerpo, podemos conseguir que esta relación de la totalidad de las mediciones de hecho muy lejos del cuerpo donde hay campos débiles y todo está bien aproximada por la Física Newtoniana. Así que desde lejos nos puede decir cómo masiva de algo es haciendo mediciones de lejos. Estas medidas no dependen de cuán densa algo es, cuán enorme es. Así que podemos decir cómo masiva de algo que es a partir de las mediciones de lejos. Y es que la enorme porque se curva el espacio y el tiempo exactamente como algo enorme, con una curva.
Sólo aviso de que algo es un agujero negro cuando usted consigue realmente muy cerca de ella. Cuando te acercas a algo que no es muy denso, con las que te encuentras antes de que los efectos gravitacionales son muy fuertes. Desde un agujero negro es muy denso, sólo significa que usted puede acercarse a él (y a sentirse más fuertes efectos cerca de ella) sin chocar con él. Pero en todas partes puedes decirle lo enorme que es.
Y la masa no es, rotundamente no, la suma de las masas de las partes. La energía de la interacción de las partes cuestiones, la presión de la materia, el estrés cuestiones, muchas de las cosas que contribuyen a que tan fuerte efecto gravitacional.
La singularidad probablemente no existe, como GR probable que se descompone en aquellos tamaño / escala de energías. Cuando tenemos una completa descripción cuántica de la gravedad, podemos saber lo que realmente está allí.
Por cierto, la parte del agujero negro entendemos plenamente que es en realidad la solución de vacío - la métrica de Schwarzschild - que incluye el horizonte de sucesos, pero no el origen de la masa. GR es agnóstico acerca de lo que sucede en el interior y sólo se preocupa por el contenido energético total.
Es casi ciertamente incorrecta de que el centro de un agujero negro es una singularidad ya que esto estaría en contradicción con la mecánica cuántica. Exactamente como parece que sería algo para pedir de una teoría de la gravedad cuántica!
Independientemente de ser una singularidad o no, la masa se determina por la cantidad de masa que cosas en su agujero negro. Por tanto, los agujeros negros arbitraria de la masa total que puede existir, hasta que la radiación de Hawking trae de vuelta a cero en masa.