¿Es magnético el AN?

[alshain]

En efecto, todo parece indicar que para analizar este interesante problema de forma algo más realista no podemos quedarnos en el caso del agujero negro con pasado eterno, sino que hay que ver qué pasa en el caso del colapso de una distribuación de carga.

Supongamos pues que tenemos una nube de partículas cargadas inicial que colapsa, digamos de forma simétrica (simetría esférica), hasta formar un agujero negro.

Imaginemos la situación así: la nube tiene simetría esférica y está dentro de un espacio-tiempo asintóticamente plano, es decir, infinito en extensión y de geometría plana en el infinito. Tal nube inicialmente es estable y, luego, por el mecanismo que sea, empieza a colapsar. Esto hay que asumirlo así porque simplifica el problema para empezar, como veremos.

Para el instante inicial, antes del colapso, resolvemos las ecuaciones de Maxwell, y obtenemos como es de esperar (Gauss) un campo electrostático de simetría esférica cuyas líneas de campo se extienden, saliendo de la nube de materia, hasta el infinito. El campo en el interior de la nube será algo diferente, pero creo que no nos interesa aquí.

Aquí queda también clara ahora la hipótesis anterior: nos permite suponer que la nube ha estado estable tiempo suficiente como para establecer un campo electrostático en todo el espacio. Es la situación "inicial".

Ahora la nube empieza a colapsar hasta concentrarse en un punto, formar una singularidad de carga eléctrica igual a la carga inicial de la nube, y creando un horizonte de eventos a una distancia correspondiente con el radio de Schwarzschild de su masa.

La pregunta que yo creo que es relevante aquí, al menos para analizar el tema de forma intuitiva, es la siguiente: ¿cómo han evolucionado las líneas de campo durante el colapso? Recordemos que inicialmente se extienden hasta el infinito. Estas líneas sufrirán lo que sea, pero no parece razonable pensar que de forma causal, viniendo desde el infinito, el campo vaya a "replegarse" sobre si mismo o sobre la carga que lo genera para desaparecer dentro del horizonte.

Para imaginar intuitivamente esto quizás es bueno visualizar las líneas de campo como "hilos" que salen de la nube y van hasta el infinito. Por mucho que el agujero negro estire de los hilos infinitos no va a poder recogerlos enteros. Vaya, que esto es quizás una forma algo chapucera de explicarlo, y quizás incorrecta, pero igual ayuda.

Está claro que nuevas perturbaciones en el campo creadas debido a modificaciones en la distribución de carga se intentarán propagar causalmente desde la carga hacia el infinito, y, si hay un horizonte por el camino, no lo podrán sobrepasar. Pero la continuidad de las líneas de campo parece requerir que la conexión de la carga con el infinito no se pierda nunca, es decir, que el campo vaya a mantenerse fuera del horizonte.

En defintiva, parece que la existencia de un campo eléctrico externo al agujero para el caso de una distribución de carga en colapso, viene garantizada por la existencia de campo en el exterior antes de la formación del agujero. Formalmente, tal campo, el de la situación inicial, estará dentro del cono de luz pasado del campo en el exterior en la situación final. Al menos intuitivamente me parece razonable, aunque esto está pensado sin ecuación alguna.

Un saludo.

[Rafa]

Muy interesante tu análisis, alshain. Un biuen planteamiento es ya parte de la solución.

Ahora la nube empieza a colapsar hasta concentrarse en un punto, formar una singularidad de carga eléctrica igual a la carga inicial de la nube, y creando un horizonte de eventos a una distancia correspondiente con el radio de Schwarzschild de su masa.

La pregunta que yo creo que es relevante aquí, al menos para analizar el tema de forma intuitiva, es la siguiente: ¿cómo han evolucionado las líneas de campo durante el colapso? Recordemos que inicialmente se extienden hasta el infinito. Estas líneas sufrirán lo que sea, pero no parece razonable pensar que de forma causal, viniendo desde el infinito, el campo vaya a "replegarse" sobre si mismo o sobre la carga que lo genera para desaparecer dentro del horizonte.

Para imaginar intuitivamente esto quizás es bueno visualizar las líneas de campo como "hilos" que salen de la nube y van hasta el infinito. Por mucho que el agujero negro estire de los hilos infinitos no va a poder recogerlos enteros. Vaya, que esto es quizás una forma algo chapucera de explicarlo, y quizás incorrecta, pero igual ayuda.

Quizás habría otra interpretación de la evolución de las líneas de fuerza del campo eléctrico en el momento del colapso. La imagen del agujero negro "recogiendo las líneas de fuerza desde el infinito" podría sustituirse por la siguiente imagen:

Supongamos que el colapso gravitatorio de la nube eléctrica anula repentinamente el campo eléctrico situado en la superficie esférica correspondiente al horizonte de sucesos. Esto supone un cambio brusco de cargas en esta superficie, y por lo tanto se crearía allí una onda esférica que se propagaría hasta el infinito "borrando" progresivamente las líneas de fuerza del campo eléctrico anteriormente existente.

Esta idea me parece más compatible con la idea de que los campos de fuerza estáticos tienen que haberse creado en algún momento, y por lo tanto no han sido siempre estáticos. Su desaparición después del colapso es también progresiva como consecuencia de la propagación de una onda.

Por tanto, a mí me parece razonable suponer que en el momento de la formación de un agujero negro se cree una onda electromagnética con forma de impulso en el horizonte de sucesos, que se expanda hacia fuera dejando nulo el campo eléctrico a su paso.

A propósito, yo no sé si se ha comprobado la existencia real de los agujeros negros. Son teóricamente posibles, pero, ¿existe constancia de su existencia? Hawking apostaba con un colega que no existen, aunque los estudió a fondo. Prefería perder a ganar la apuesta.

Un saludo
Rafa

[Guest]

Hola Rafa. Hacía tiempo que no intervenías. Me alegraría que fueras asiduo.

Entrando en materia:
Veo que ni tú, ni alshain, os comprometeis a dar una respuesta inequívoca a mi pregunta. Es como si dijerais "Puede que sí , o Puede que no".

La razón, ambos la estableceis en un supuesto que no admite ni por asomo lo que intento inculcar, por información obtenida de la "rara materia".

_Entre el horizonte del AN y su singularidad, os empeñais a suponer que sigue habiendo materia normal. Como mínimo quarks. Yo, pregono que lo único que hay es campo gravitatorio.

Para que los átomos de polvo estelar, o galaxias enteras traspasaran el horizonte de eventos, indiqué (sacado de múltiples artículos) que su compactación era tal, que se habían convertido en Plasma de quark-gluones.
En el horizonte, en que ya no puede escapar nada, pasan por una compresión final, a desnaturalizarse su ya degradada estructura, convirtiéndose en "rara materia".

Para ello. las altas temperaturas de su entrada, se invierten en bajas.
Las primeras entradas tendentes a 10^30 K y las segundas en la singularidad, tendentes a 0 K.

En este momento, no existen los átomos conocidos y tanto las fuerzas débil, fuerte y electromagnéticas, no existen. Todo se convirtió en masa.

Pero esta masa, no es como la que vemos en la actualidad, ya que la energía total la contiene en su seno.

Si no hay electrones ni fotones, no hay más principios de Maxwel ni de cuántica que aplicar.

Es como si lo que saliera en el B-B, fuera un nueva inversión, en la que la materia, se desmenuza, liberando energía (que es ella misma) a esparcir por el Cosmos.

Si es que es tan descabellado lo que digo, que no merece atención, me lo decís claramente, y dejaré de buscar más páginas en las que intento ver de donde salen estas ideas.
En su día, no tomé nota, por cuanto me pareció, que tal idea la dominarían montón de físicos, por lo cual no venía a cuento entresacarlo entre las miles de páginas que podían tratarlo.

Desgraciadamente, no ha sido así. Por eso pido vuestra ayuda.

Saludos del Abuelo.

[alshain]

Interesante Rafa, esa idea también se me pasó por la cabeza: desde el horizonte las líneas de campo empiezan a desaparecer hasta el infinito.

El problema que tenemos es que empezamos ahora argumentar un poco en base a imágenes y no a ecuaciones, pero quizás podamos avanzar algo. La razón por la que no lo mencione y no me pareció razonable es que me parece que eso atenta contra la continuidad de las líneas del campo eléctrico. Estas deben emerger de una carga y ser continuas luego.

Por ejemplo, en el caso de la carga puntual las líneas salen de la carga y siguen rectas hasta el infinito. Si alguien mueve la carga acelerándola aparece un reajuste que se propaga desde la carga hasta el infinito adaptándolas a la nueva situación. Si alguien acerca una carga de signo opuesto, las líneas también se van reajustando poco a poco a la nueva situación.

Pero todo esto ocurre siempre de forma continua y de forma tal que nacen en cargas y se extienden por todo el espacio. Las líneas de campo pueden evolucionar, cambiar y diluirse hasta hacerse cada vez menos intensas y desaparecer, pero lo que no puede ocurrir es que una superficie vaya avanzando con radio R creciente tal que para r > R las líneas de campo existan y para r < R dejen de existir.

En general, una línea de campo no puede tener un extremo abierto en en espacio. Esto no me parece una situación física.

Un saludo.

[alshain]

_Entre el horizonte del AN y su singularidad, os empeñais a suponer que sigue habiendo materia normal.

Por favor carlos repasa los mensajes del tema, porque he dejado bien claros los supuestos que estamos tratando para simplificar el problema. Uno de ellos es que estamos considerando un agujero negro en el vacío completo.

Luego, en el caso de la nube que colapsa la situación es similar, y aunque transitoriamente hay situaciones intermedias, al final debe haber un agujero negro en completo vacío, es decir, sin nada que caiga en él.

En tal situación no puede haber nada entre horizonte y singularidad. Esto lo prohibe la relatividad general: cualquier órbita dentro del horizonte es inestable y lleva a los cuerpos a caer irremediablemente hacia la singularidad, donde tarde o temprano acaban todos.

Por otro lado no es que no nos comprometamos a dar una respuesta, es que estamos acotando el problema poco a poco. Estas cosas no conviene atacarlas de emboscada frontal, sino poco a poco en espiral cayendo hacia ellas, en asedio continuado...

Yo mismo me he soprendido viendo que en este tema se puede avanzar algo si uno se para a analizar la situación desde el punto de vista clásico, con las ecuaciones de Maxwell y la intuición que dan las líneas de campo. Quizás aún lleguemos a alguna conclusión más sólida.

Un saludo.

[Guest]

Seguro que tu método es más ortodoxo, para llegar a un destino aceptable, alshain, pero no puedo seguirlo. Me parece que partimos de orígenes opuestos. Si admites que nos hallamos en un vacío total, para mí se acabó el tema. No hay partículas, no hay ondas, no hay campos.
Creo que quedó claro que los campos son constitutivos de las partículas, por lo que no se desplazan. Lo que se desplaza son las energías por estos campos a velocidad c. Y de aquí venía la discusión de si la masa disponía o, no de gravitones que la recorrieran. Ya sé que quedó aún al aire su resolución. Pero insisto. Si los campos desaparecieron antes de traspasar el horizonte del AN, una vez dentro, ¿se recrean, sin más?.

Lo de que el campo deba desaparecer menguando desde el infinito, a velocidad la que sea, me parece contrario a lo enseñado hasta ahora.
O permanece, por otro motivo, o desaparece a falta de autor, en su mismo instante.

Saludos del Abuelo.

[franc]

Ese es el tema, que el universo no observable no se puede observar, sí sus efectos, después está interpretar esos efectos que se observan, y todo ello sin descuidar que lo que se está observando puede que para otro observador desde una posición distinta y esté o no en movimiento, sea un suceso con una interpretación diferente. Los ANs, las ondas gravitacionales, la energía oscura, la materia oscura, las lentes gravitacionales, no tienen características observables directas sino indirectas, observamos sus efectos, pero no su característica física, porque probablemente no la tienen. Un Agujero negro, es negro, pero sólo antes de abrir la puerta. Como dice Hawking, todo está dentro del universo y todo vuelve a él.

Los efectos de los Ans, están más que comprobados, o por lo menos hay información y literatura que así lo refleja y lo publica, otra cosa es que eso sea como digo una interpretación adecuada del suceso. Tanto es así que se habla de ANs masivos y supermasivos, los últimos suelen estar según esa literatura en el centro de las galaxias, se alimentan de las estrellas centrales en el núcleo de la misma y a la vez son fuente de nueva creación de estrellas, precisamente por alimentarse de ellas. El universo no observable levanta pasiones incluso sin poder observarlo, es la sombra del observable, y al igual que el cuerpo de una mujer, seduce incluso imaginándola porque aquello que se imagina es fruto de experiencias observadas.


PD No te acobardes carlos, si por las ranuras pasan tanto ondas como partículas, todo puede ser porque es todo lo mismo, porque todo es posible, según sea observado, o sea medido.

saludos

[alshain]

No entiendo tu impaciencia carlos. Tenemos una pregunta y un problema para resolver ¿Cómo proceder para resolverlo? Pues como es usual en la física: simplificar las condiciones lo máximo posible para obtener un problema sencillo, y luego ver si es necesario añadir algo. Considerar una situación de vacío puede ser poco realista, pero se ajusta a la pregunta que queremos responder. Tal pega que me pones me suena como si me dijeras que no te interesa la cinemática de la relatividad especial porque no considera interacciones.

Considerar vacío alrededor del agujero negro significa que estamos considerando que no cae materia en él. La razón de esto ya la he explicado: no nos interesa saber si la materia que cae puede crear un campo eléctrico, sino si el agujero mismo puede hacerlo. Tenemos una primera situación sencilla que nos puede decir algo sobre el problema: el agujero negro eterno con carga eléctrica. El campo eléctrico de tal agujero negro corresponde con el que sale de la primera ecuación de Maxwell, y es, por tanto, existente en el exterior.

Esta situación no es realista, porque el campo existe desde el pasado infinito y no sabemos quién ni cómo se creó. Pasamos a pensar sobre un caso con colapso de una distribución de carga. El campo inicial va a verse modificado durante el colapso y queremos ver si va a poder existir tras él. Está claro que nuevas modificaciones del campo no van a poder salir del horizonte, pero el campo original va a existir tras la formación de este. La cuestión esencial es saber qué forma y evolución va a tener el campo tras la formación del horizonte.

Yo he argumentado sobre la continuidad de las líneas de campo, pero ahora no estoy seguro de lo que he escrito. Intentemoslo partiendo desde otra simplificación o analogía. Imagina el caso de una carga puntual que genera un campo eléctrico que se extiende hasta el infinito. La carga la metemos dentro de un dieléctrico o un aislante ¿qué pasa con las líneas de campo originales? ¿cómo evolucionan y en qué medida o durante cuanto tiempo existen tras aislar la carga?

Invito a pensar, simplificar, deducir, y no a exigir respuestas. Y lo hago porque no tengo la respuesta. La intuyo, pero no la tengo.

Un saludo.

[alshain]

He encontrado esto en la red:

http://facultystaff.richmond.edu/~ebunn ... jpans.html

La forma de proceder es similar a la que he propuesto en líneas muy generales, pero el análisis diferente. La conclusión ahí es que el campo existe en el exterior. Personalmente, no me parece que el análisis que se hace ahí sea aceptable y la conclusión está bastante poco justificada. En concreto, me parece que el caso clásico es tratado con poco rigor y el caso cuántico deja muchas preguntas abiertas. Pero quizás sea porque es sólo una página de divulgación.

Un saludo.

[Guest]

Procuro pacientarme. Seguiré con tu argumento. Disponemos del AN con su horizonte y con el Vacío exterior. Si sale de la singularidad, alguna forma de energía, o campo creado por ellas, deberá atravesar el horizonte, que viene a ser como yo llamaba al del quark, su cáscara.

Parece que ésta sí la atraviesa el gravitatorio, y pensando que es más débil que el magnético, creeríamos que también debería éste atravesarlo.

Pero veo dos inconvenientes el uno, que sus naturalezas, son muy distintas, dado que aún no clasificamos a la gravedad en su contexto real. Y el otro de que desconocemos la potencialidad de lo que alberga la singularidad. Lamento, que esto es repetirme.

Temo que lecturas infames, introdujeron en mi cerebro una especie maligna de ideas que arraigaron firmemente.

Saludos del Abuelo.