Lubang hitam tanpa singularitas?

Pertanyaan saya adalah tentang kesetaraan tentang memiliki cakrawala peristiwa dan memiliki singularitas.

Di satu sisi implikasinya terlihat cukup jelas:

• Singularitas menyiratkan memiliki horizon peristiwa dan oleh karena itu lubang hitam. Karena massa dikompresi dalam ruang volume nol, jika Anda cukup dekat akan ada titik di mana kecepatan melarikan diri menjadi lebih besar dari kecepatan cahaya sehingga Anda akan mendapatkan lubang hitam menurut definisi.

Tapi bagaimana dengan yang sebaliknya? Apakah memiliki horizon peristiwa menyiratkan adanya singularitas?

Mungkinkah Anda memiliki bintang neutron yang cukup besar untuk mencapai kecepatan lepas yang sama dengan kecepatan cahaya tetapi tidak cukup kuat untuk membuat materi runtuh?

Bahkan jika bintang seperti itu tidak dapat eksis karena gaya kuat runtuh sebelum mencapai cakrawala peristiwa, ini tidak berarti kesetaraan.

Ini hanya berarti bahwa untuk beberapa nilai spesifik dari kekuatan kuat maksimum, ini tidak mungkin, tetapi citra sekarang merupakan masalah eksotis imajiner yang memiliki kekuatan kuat yang jauh lebih besar.

Untuk masalah "fiksi ilmiah" seperti itu, akan mungkin untuk mencapai cakrawala peristiwa tanpa runtuh ke singularitas, kan?

Atau apakah ini benar-benar ekuivalensi antara kedua konsep ini, sedemikian rupa sehingga tidak peduli seberapa resisten materi untuk runtuh itu tidak akan pernah mencapai cakrawala peristiwa?

Apakah memiliki horizon peristiwa menyiratkan adanya singularitas?

Cakrawala peristiwa bukan komponen yang melekat dari objek tertentu. Ini tidak seperti sekali sebuah bintang berubah menjadi lubang hitam, tiba-tiba mendapat cakrawala peristiwa. Horison peristiwa hanyalah batas matematis yang mendefinisikan jarak dari massa mana kecepatan lepas sama dengan kecepatan cahaya. Saya dapat menghitung batas seperti untuk lubang hitam, untuk Matahari, Bumi, atau bahkan Anda. Jadi saya kira jawabannya di sini adalah tidak, memiliki horizon peristiwa tidak menyiratkan keberadaan singularitas .$M$

Mungkinkah Anda memiliki bintang neutron yang cukup besar untuk mencapai kecepatan lepas yang sama dengan kecepatan cahaya tetapi tidak cukup kuat untuk membuat materi runtuh?

Jawabannya di sini, secara teknis, tidak. Alasannya adalah bahwa begitu membutuhkan kecepatan lebih besar dari atau sama dengan kecepatan cahaya untuk melarikan diri objek Anda, itu tentu saja merupakan lubang hitam. Itulah definisi black hole. Jadi itu berarti bintang neutron yang Anda usulkan ini sebenarnya adalah lubang hitam. Definisi lain yang setara dari lubang hitam adalah benda apa pun yang massanya terkonsentrasi di cakrawala peristiwa benda itu.

Tapi Anda mungkin masih bertanya, bisakah Anda memiliki lubang hitam di mana massa di dalam cakrawala acara bukan singularitas. Ini akan membutuhkan semacam dukungan untuk mencegah masalah tersebut runtuh ke singularitas. Jawabannya adalah saat ini tidak diketahui. Masalahnya adalah bahwa di dalam cakrawala peristiwa, tiba-tiba Anda perlu bekerja dengan teori medan GR dan kuantum tetapi kedua teori itu tidak bermain bagus. Alih-alih, Anda harus menggunakan teori Gravitasi Quantum tetapi teori ini belum dikembangkan. Jadi pada akhirnya jawaban apa pun untuk hal ini akan menjadi dugaan sampai teori ini sepenuhnya disempurnakan.

Sebuah bintang neutron nyata akan mulai runtuh ketika kekuatan gravitasinya melebihi kekuatan tekanan degenerasi neutron, sebelum ia memiliki horizon peristiwa.

Saat Anda mendekati horizon peristiwa, gaya yang diperlukan untuk menghentikan massa stasioner agar tidak jatuh mendekati infinity. Jadi saya tidak berpikir kekuatan terbatas, fiksi atau lainnya, dapat mempertahankan bentuk bintang setelah mencapai kerapatan kritis di mana ia memiliki horizon peristiwa.

Yang sedang berkata, memprediksi dengan tepat apa yang terjadi pada atau di dalam cakrawala peristiwa kemungkinan akan memerlukan teori gravitasi kuantum, dan saya tidak memilikinya.

Singularitas berarti "teori saya tidak berfungsi di sini". Dengan kata lain, GR tidak dapat memprediksi apa yang terjadi pada titik tersebut, sehingga ia menyebut titik ini singularitas.

Yang paling penting adalah jangan sampai salah memetakan untuk wilayah. GR adalah peta, lubang hitam nyata adalah wilayahnya. GR adalah peta yang memungkinkan kita untuk memprediksi apa yang akan kita temukan di wilayah tersebut.

Jika peta mengatakan "tidak benar-benar tahu tentang hal ini" Anda benar-benar tidak boleh berharap bahwa ketika Anda pergi ke wilayah tersebut, Anda akan melihat Hal Tak Terbatas Tak Terukur di sana. Ini sangat bertentangan dengan pengalaman sejarah kita. Sampai saat ini, dari waktu ke waktu kami mengamati hal-hal terbatas yang normal di wilayah itu, tetapi kami tidak pernah melihat Hal Tak Terbatas yang Tak Terukur. Dalam setiap kasus ketika peta lama mengatakan kita akan melihat infinity, kami menemukan bahwa pengukuran suatu wilayah terbatas dan memalsukan peta itu (teori itu).

Jadi sepertinya kita harus mengharapkan singularitas sebagai kata untuk hanya merujuk ke peta. Anda benar - benar tidak boleh berharap untuk mengamati singularitas (benda peta) ketika kapal Anda yang sebenarnya memasuki lubang hitam (benda wilayah).

Mungkin ternyata GR kira-kira benar tentang horizon peristiwa, tetapi kita sudah tahu itu tidak cukup baik untuk menggambarkan apa yang ada di pusat.

Jawaban khusus tentang pertanyaan tentang bintang neutron yang menghilang di dalam horizon peristiwa tetapi tetap dalam semacam keseimbangan adalah tidak. Setidaknya, itu tidak menurut General Relativity, yang merupakan satu-satunya permainan terhormat di kota saat ini.

Ini bukan karena dua alasan. Pertama, dalam GR, tekanan yang mendukung bintang juga merupakan sumber gravitasi (atau kelengkungan ruang-waktu). Tekanan yang meningkat diperlukan untuk mendukung peningkatan bintang neutron$M/R$akhirnya menjadi self-defeating, terlepas dari mekanisme atau partikel apa yang memberikan tekanan itu. Batas ini dicapai sekitar 1,2 hingga 1,4 jari-jari Schwarzschild (tergantung pada bagaimana tekanan dan kerapatan material saling berhubungan), dan objek yang stabil tidak boleh lebih kecil.

Kedua, matematika GR jelas menunjukkan bahwa di dalam horizon peristiwa suatu objek tidak dapat diam dan bahwa koordinat radialnya harus berkurang dan singularitas (atau gangguan dalam GR sebagai $r \rightarrow 0$ jika Anda mau) akan dibentuk pada skala waktu $\sim r_s/c$dimana $r_s$adalah jari-jari Schwarzschild. Ini tak terhindarkan karena peningkatan waktu berada di luar cakrawala peristiwa.

Detailnya mungkin sedikit berbeda untuk BH pemintalan (Kerr). Pembentukan singularitas masih diharapkan, tetapi Kerr BH yang terisolasi dapat membentuk singularitas seperti cincin . Ini tidak mengubah ketidakmungkinan memiliki objek yang stabil / statis di dalam horizon peristiwa (dalam GR) dan "singularitas" diharapkan terbentuk.

Zephyr benar bahwa Anda akan membutuhkan gravitasi kuantum untuk benar-benar memahami apa yang terjadi di dalam cakrawala peristiwa. Tetapi deskripsi tradisional tentang apa yang akan terjadi di dalam horizon peristiwa lubang hitam (kurang lebih mengabaikan mekanika kuantum) adalah bahwa tidak ada kekuatan yang dapat menghentikan materi dari membentuk singularitas. Sistem koordinat di dalam horizon peristiwa adalah sedemikian rupa sehingga, berbicara secara kasar, arah masa depan mengarah ke pusat. Jadi Anda tidak bisa hanya memiliki setumpuk materi yang cukup padat untuk masuk ke dalam cakrawala peristiwa, dan pada saat yang sama cukup kuat untuk tidak runtuh ke singularitas.

Lubang hitam bisa berukuran berapa saja. Bisa jadi ukuran sistem planet. Diberikan distribusi materi tertentu, saya pikir Anda tidak perlu singularitas untuk hadir.

Tetapi mengingat fakta bahwa materi di dalam black hole tidak dapat menghindarinya, pada akhirnya semua akan semakin dekat dan semakin dekat dan akhirnya menciptakan singularitas itu.

Bahkan jika kita membayangkan lubang hitam tubuh kaku dengan struktur agar tidak meledak, entropi internal pada akhirnya akan membuat struktur itu runtuh dan Anda masih akan mendapatkan singularitas dengan cukup cepat.

Itu semua berdasarkan pemahaman saya tentang lubang hitam, saya bukan seorang ilmuwan. Saya akan senang jika seseorang bisa memberi tahu saya jika saya mengerti dengan benar.