Divulgación Otra de agujeros negros

[C1945]

Hola a todos:

Pensemos en el proceso de formación de un agujero negro al llegar una estrella grande al fin de su vida y explotar como una supernova. Vista por nosotros como espectadores muy lejanos.

Al quedarse con cada vez menos elementos para fusionar la presión deja de estar en equilibrio con la gravedad y el núcleo colapsa hacia el centro de la estrella. Este proceso es muy rápido pero vamos a analizarlo en el tiempo.

Para visualizarlo dividamos el núcleo de la estrella en capas. Cada una de estas capas avanza rápidamente hacia el centro. La gravedad medida desde el centro de la estrella a cada capa varía en forma inversamente proporcional a esta distancia. En algún momento este valor es tal que al nivel de alguna capa se forma el horizonte de sucesos pero aún hay capas que están fuera de él pero acercándose a este.

Ahora pensemos en el tiempo que medimos como observadores lejanos, para la capa que está en el horizonte de sucesos el tiempo se detiene y para las que están sucesivamente más lejanas es cada vez menos lento. Acorde a las ecuaciones de Einstein.

Con el correr del tiempo las capas se van a ir comprimiendo sobre la que está detenida en el tiempo.

Como la materia de los capas está a alta temperatura irradian energía en forma de fotones, estos fotones sufren un corrimiento al rojo debido a la gravedad. Este corrimiento al rojo es cada vez menor a medida que consideramos capas más lejanas.

Podemos concluir que:

1. Un agujero negro no es negro.
2. Que un agujero negro es un proceso continuo en el tiempo que tiende a ser la imagen que nos da la información que circula sobre ellos. Pro esto va a ocurrir a tiempo infinito.
3. Que la radiación de Hawking ocurre en una zona de alta densidad de materia con lo que creo que es poco probable que exista.
4. Por otra parte creo que bajo este análisis un agujero negro irradia más que una estrella de neutrones.

¿Qué opinan?

[Breogan]

Re: Otra de agujeros negros

Hola:

Ahora pensemos en el tiempo que medimos como observadores lejanos, para la capa que está en el horizonte de sucesos el tiempo se detiene y para las que están sucesivamente más lejanas es cada vez menos lento. Acorde a las ecuaciones de Einstein.

Esto creo que no es asi, como estamos inmersos en el mismo campo gravitatorio el tiempo en el horizonte de sucesos se ralentiza mucho respecto de nosotros pero no se detiene. Igual creo que no es fundamental para el análisis.

Con el correr del tiempo las capas se van a ir comprimiendo sobre la que está detenida en el tiempo.

Supongamos que si, que el tiempo esta detenido en el horizonte de sucesos; entonces, como decís vos la materia sobre el HS es comprimida por la materia alrededor de ella, hasta que la gravedad del agujero negro mas la gravedad de la materia en el HS hacen que el HS crezca y envuelva a la susodicha materia.

En definitiva, muy livianamente y simplistamente, creo que la materia no cruza el limite del agujero negro, sino que esta (llegada al horizonte de sucesos) no se mueve y es literalmente engullida por el crecimiento del agujero negro.

Suerte

[C1945]

Re: Otra de agujeros negros

Errata: donde digo inversamente proporcional es directamente proporcional.

Hay otro error que lo voy a corregir con el siguiente análisis:
El radio de Schwarzchild es $\frac{2GM}{c^2}$ y el volumen a nivel de este radio es $\frac{4\pi}{3}{\left( \frac{2GM}{c^2} \right)}^{3}$
con lo que la densidad resulta $\rho=\frac{M}{V}$ o $\rho=\frac{K}{M^2}$
Es decir que cualquiera sea la masa del núcleo al ir comprimiéndose por la gravedad al llegar a la densidad $\rho$ aparece el horizonte de sucesos.

Resulta que el horizonte de sucesos aparece en la última capa del núcleo pero esta no está perfectamente definida por la superficie de una esfera sino que es una zona, no necesariamente regular, con lo que algo de la materia que la compone queda fuera del horizonte y esta materia es la que queda congelada en el tiempo. Otros residuos de la explosión que rodean al agujero negro se compactan sobre la capa congelada e irradian.

Creo que no se puede pensar en un agujero negro como algo perfectamente definido dentro del horizonte.

[Breogan]

Re: Otra de agujeros negros

Hola:

Errata: donde digo inversamente proporcional es directamente proporcional.

Hay otro error que lo voy a corregir con el siguiente análisis:
El radio de Schwarzchild es $\frac{2GM}{c^2}$ y el volumen a nivel de este radio es $\frac{4\pi}{3}{\left( \frac{2GM}{c^2} \right)}^{3}$
con lo que la densidad resulta $\rho=\frac{M}{V}$ o $\rho=\frac{K}{M^2}$
Es decir que cualquiera sea la masa del núcleo al ir comprimiéndose por la gravedad al llegar a la densidad $\rho$ aparece el horizonte de sucesos.

Resulta que el horizonte de sucesos aparece en la última capa del núcleo pero esta no está perfectamente definida por la superficie de una esfera sino que es una zona, no necesariamente regular, con lo que algo de la materia que la compone queda fuera del horizonte y esta materia es la que queda congelada en el tiempo. Otros residuos de la explosión que rodean al agujero negro se compactan sobre la capa congelada e irradian.

Creo que no se puede pensar en un agujero negro como algo perfectamente definido dentro del horizonte.

Creo que el radio de S.... se dedujo para estrellas perfectamente esféricas, y sin rotación, por lo cual es dable esperar que el horizonte también lo sea.
La densidad que mencionas en tu post es la que tendría la estrella cuya superficie coincidiera con el HS. En realidad no se sabe, por que no sale información del interior del HS, pero se supone que dentro de el la masa se sigue comprimiendo aumentando su densidad; no había consenso en la comunidad científica (hasta donde yo sabia) sobre la existencia de singularidad o no dentro del HS.
Yo prefiero pensar que para cada masa de un agujero negro hay un HS con un radio determinado que depende de su masa, y que no varia con su densidad cuando esta varia entre infinito y la densidad de S...

Y te reitero lo del post anterior ninguna materia queda fuera del agujero negro por un tiempo ilimitado. Calcula el nuevo radio de S.. para la masa del agujero mas la masa de un cascaron de materia alrededor de el, vas a ver que cuando este cascaron tenga la densidad de S... el radio del HS ya se lo engullo.

Suerte

PD: llame densidad de S.. a la densidad de la estrella donde la superficie coincide con el HS para abreviar, no se si es cte o depende de la masa o etc.

[C1945]

Re: Otra de agujeros negros

Hola Breogan:

Y te reitero lo del post anterior ninguna materia queda fuera del agujero negro por un tiempo ilimitado. Calcula el nuevo radio de S.. para la masa del agujero mas la masa de un cascaron de materia alrededor de el, vas a ver que cuando este cascaron tenga la densidad de S... el radio del HS ya se lo engullo.

Justamente una vez que el HS queda definido, cualquier otra materia que esté justo sobre este horizonte y que quiera entrar queda congelada en el tiempo medido por un observador lejano.

Lo que digo es que nunca vamos a tener tiempo suficiente para ver que un agujero negro engulla materia.