La risposta breve è sì.

Ma se vuoi fare il pignolo, potrei sostenere che quando una stella collassa per formare un BH, prima forma un orizzonte prima che si formi la singolarità (non può formare un " singolarità nuda "). E poiché il tempo dentro l'orizzonte è sostanzialmente congelato rispetto a quello di un osservatore esterno, la singolarità NON si forma MAI. Tuttavia, dal punto di vista della stella che collassa, la singolarità si forma in circa un millisecondo dopo l'orizzonte.

Nella Relatività Generale classica, una volta che si forma un orizzonte degli eventi, ogni particella all'interno di quell'orizzonte degli eventi viaggerà inevitabilmente nella direzione del centro del buco nero. Questo è ciò che si intende per "collasso gravitazionale" e come la materia arriva a formare una singolarità al centro: non importa quanto sia piccola o quanto sia vicina al centro, nulla può impedirle di avvicinarsi sempre più al centro. Dal punto di vista dell'oggetto stesso, raggiunge il centro in un tempo finito.

In alcune teorie più esotiche della fisica, come la teoria delle stringhe o la gravità quantistica a loop, la natura quantizzata dello spazio e il tempo viene in soccorso e impedisce che si formi una singolarità, quindi si raggiunge una densità massima e finita e si mantiene un equilibrio al centro. Questo è concettualmente simile a quello che descrivi, ma è ancora un materiale più esotico e molto, molto più denso della materia delle stelle di neutroni.

La densità di cui stiamo parlando qui sarebbe approssimativamente una massa di Planck per lunghezza di Planck cubica, in altre parole 2,176 51 × 10 ^ −8 kg / (1,616 199 × 10 ^ −35 m) ^ 3 ~ = 5,15556 ^ 96 kg / m ^ 3, dove stella di neutroni il materiale è "solo" (approssimativamente) 10 ^ 18 kg / m ^ 3.

In entrambi i casi, tuttavia, al di fuori dell'orizzonte degli eventi, il buco nero può essere trattato matematicamente e osservativamente come un semplice singolarità, quindi per i calcoli osservativi, non c'è "valore aggiunto" nel preoccuparsi del funzionamento interno del buco nero. Il teorema che descrive questo è chiamato colloquialmente "I buchi neri non hanno capelli". Questo teorema è stato dimostrato e coniato da John Wheeler, lo stesso fisico che ha coniato la frase "buco nero" in primo luogo.

Wikipedia sembra indicare che lo fanno tutti:

Al centro di un buco nero come descritto dalla relatività generale si trova una singolarità gravitazionale, una regione in cui il la curvatura dello spaziotempo diventa infinita. Per un buco nero non rotante questa regione assume la forma di un singolo punto e per un buco nero rotante viene spalmata per formare una singolarità ad anello situata nel piano di rotazione. In entrambi i casi la regione singolare ha volume zero. Si può anche dimostrare che la regione singolare contiene tutta la massa della soluzione del buco nero. Si può quindi pensare che la regione singolare abbia una densità infinita.

Se è presente una superficie nulla intrappolata e una delle condizioni di energia come la condizione di energia nulla o la condizione di energia debole è soddisfatta e lo spazio esterno non è compatto, deve esistere una singolarità o una curva chiusa simile al tempo all'interno del buco nero.

Vedi Penrose e Hawking.

Quindi, speri che il bordo di una stella di neutroni possa trovarsi appena sotto l'orizzonte degli eventi ed essere stabile lì - in altre parole, la stella di neutroni non collasserebbe nella singolarità che si formerebbe.

Ovvero non possibile. Vedi la mia risposta qui: Perché non puoi sfuggire a un buco nero? Ha una bella immagine che spiega che una volta superato l'orizzonte degli eventi, la curvatura dello spazio-tempo ruota essenzialmente la direzione del tempo per indicare in una direzione spaziale verso il centro del buco nero. Così, proprio come non puoi resistere ad andare avanti nel tempo, il bordo della stella di neutroni non può resistere alla caduta nel centro del buco nero, cioè la sua direzione temporale futura.

La massa massima per una stella di neutroni è il limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff e si pensa che sia compresa tra 1,5 e 3 masse solari, l'intervallo è dovuto alle incertezze dell'equazione di stato della materia a queste densità estreme. Se la massa di una stella di neutroni supera questo limite, si presume che l'implosione in un buco nero sia inevitabile, non c'è forza che possa respingere il collasso secondo la relatività generale.

Quindi i buchi neri sono distinti dai neutroni stelle e un orizzonte degli eventi si formano solo intorno al buco nero.

La pressione di degenerazione quantistica degli elettroni che hai menzionato si verifica all'interno delle nane bianche. Nelle stelle di neutroni è responsabile la pressione di degenerazione quantistica dei neutroni.

Questa è una domanda per il forum di fisica.

La risposta onesta è che non lo sappiamo con certezza. La relatività generale è una teoria classica (non quantistica), quindi dovrebbe andare in pezzi su scale molto piccole e densità di energia molto elevate, esattamente ciò che dovrebbe accadere in una singolarità. Stiamo ancora aspettando che emerga la teoria della relatività quantistica; se e quando ciò accadrà, sapremo molto di più sulle singolarità.

Buchi neri WRT, forse è prudente dire che, più vai in profondità, meno sappiamo effettivamente cosa sta succedendo.

Sappiamo molto sulla regione che circonda l'orizzonte degli eventi; siamo abbastanza fiduciosi di aver capito bene, e attualmente abbiamo osservazioni che corrispondono alla teoria.

Crediamo di sapere un po 'di cose che accadono nell'orizzonte degli eventi, ma le cose si stanno un po' annebbiando lì.

In tutta onestà non possiamo dire di sapere molto di ciò che accade in fondo, nella stessa singolarità; è lì che la relatività generale si divide per zero e va a gambe all'aria.

Quindi, prendi tutto con le pinze e mantieni la mente aperta.

Tutti i buchi neri contengono singolarità, tuttavia non tutte le singolarità coinvolgono buchi neri. Una stella di neutroni può essere densa, la materia delle dimensioni di una capocchia di spillo può pesare quanto la terra, ma sembra esserci un punto limite matematico oltre il quale si forma un buco nero. Il primo passo per questo è la formazione dell'orizzonte pari, e tutto all'interno dell'orizzonte degli eventi è la tua singolarità. Se la massa di una stella di neutroni aumenta in relazione al suo raggio per formare la sua circonferenza critica (una stella 10 volte più pesante del nostro sole avrebbe una circonferenza critica di circa 110 miglia, o un raggio di 20 miglia), subisce un collasso gravitazionale e hai il tuo nero buco. Al di là di esso, la materia è così infinitamente densa che l'attrazione gravitazionale risucchia ogni fotone di luce nel suo centro. A questo punto hai la tua singolarità, dove la densità infinita significa spazio e tempo come lo conosciamo, cessano di esistere. Ti trovi in ​​un costante stato di equilibrio caotico; come l'ultima macchina da corsa che consuma centinaia di chili di carburante ogni secondo.

Un buco nero è un oggetto di massa con un campo gravitazionale molto intenso, così come una stella di neutroni, ma la differenza tra i due è che la luce può sfuggire al campo gravitazionale di una stella di neutroni, ma non a quello di un buco nero, ecco perché è chiamato buco nero.

Alcune stelle sono abbastanza massicce da diventare buchi neri, ma altre no, o diventano stelle nane (come farebbe il nostro sole) o stelle di neutroni. Le stelle al di sopra del limite di chandrashekhar (circa 2 masse solari) diventerebbero buchi neri, avrebbero una velocità di fuga maggiore della velocità della luce, mentre quelle al di sotto di essa no.

Un orizzonte degli eventi è solo luce che cerca di sfuggire a un buco nero, ma è bloccato in un'orbita attorno ad esso.

La singolarità è solo un'ipotesi, nessuno sa se esiste davvero o no, ma non è necessaria per un buco nero (secondo me). Credo nel principio di esclusione, ma ciò sarebbe a livello di stringa (teoria delle stringhe) su una scala di $ 10 ^ -33 $ metri ed è così che può arrivare una "singolarità".

NO: tutti i buchi neri NON hanno una singolarità. La seguente descrizione di un BH “strutturato in radiazioni” è congetturale; ma risponde alla tua domanda sulle singolarità e ha senso. Ho omesso tutto tranne le idee chiave nella descrizione di questo concetto e ci sono molti dettagli che potrebbero, al momento, essere inspiegabili:

Quando la quantità di moto delle particelle in un buco nero in via di sviluppo (non ancora un BH) raggiunge un livello critico, il potenziale gravitazionale ha prodotto un valore di quantità di moto delle particelle che è in conflitto con i valori consentiti dalla meccanica quantistica e la natura risponde trasformando dinamica delle particelle di energia nella radiazione ad alta energia. Questa radiazione si manifesta presso o vicino al confine BH, piuttosto che sotto forma di singolarità.

Questo evento critico stabilisce una "densità" di confine BH corrispondente a E / area superficiale = densità di energia. Questa densità di energia rimane costante indipendentemente dalle dimensioni di BH e dal contenuto energetico; anche la temperatura generata dalle particelle di una stella formativa BH rimane costante poiché le sue dimensioni e l'energia e l'entropia aumentano, in seguito alla trasformazione di un proto-buco nero in un BH. L'energia aggiuntiva, dopo la formazione di BH, si unisce all'energia di confine BH, piuttosto che entrare nell'interno di BH. Non vi è alcuna singolarità associata a questo concetto di buco nero "strutturato in radiazioni". I commenti sono apprezzati ... RobertO