Warum verursacht die kosmologische Konstante keine schwarzen Löcher?

Die kosmologische Konstante wirkt als Materie mit positiver Energie, aber negativem Druck. Dann eine Region R sollte Energie haben E ∼ Λ R 3 . Andererseits wissen wir, dass die Energie für ein Schwarzes Loch ist E B H ∼ R , dann sogar Λ ist sehr klein, für groß genug Region R , wird die Energie groß genug sein, um ein hinteres Loch zu werden. Insbesondere ist der Schwarzschild-Radius R S = 2 E ∼ 2 Λ R 3 , Wenn R S > R , nämlich 2 Λ R 2 ≳ 1 dann sollte ein schwarzes Loch entstehen. Was ist hier falsch an der Analyse?

Es kommt auf die Dichte an, nicht auf den Gesamtenergiegehalt. Nach Ihrer Argumentation sollte die Erde ein Schwarzes Loch sein (sie hat die gleiche Masse wie ein viel kleineres Schwarzes Loch).
Der Schwarzschild-Radius für unsere Erde ist viel kleiner als ihr wirklicher Radius.

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Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis, dass die Quelle der Schwerkraft nur Masse ist. In der Allgemeinen Relativitätstheorie hängt die Raumzeitkrümmung mit einem Objekt zusammen, das als Spannungsenergietensor bezeichnet wird . Dies ist ein Tensor zweiter Ordnung, und in den meisten Fällen schreiben wir ihn als 4 x 4-Matrix, die so aussieht ( Bild aus Wikipedia ):

Stress-Energie-Tensor

Die rot markierte Nummer, T 00 , ist das, was wir normalerweise unter Masse verstehen, und in vielen Fällen ist das die einzige Zahl, die zählt. Im Falle der dunklen Energie müssen wir jedoch auch die drei diagonalen Elemente berücksichtigen T 11 , T 22 Und T 33 die sich wie ein Druck verhalten. Speziell für dunkle Energie verhalten sie sich wie ein negativer Druck, und die Wirkung davon ist, eine beschleunigte Expansion anzutreiben.

Was mit dem Universum passiert, hängt vom Gleichgewicht zwischen den T 00 Term und die drei Druckterme. Wenn T 00 sehr groß ist und die Druckterme vernachlässigbar sind, kommt es zu einem Zusammenbruch, obwohl wir im Fall des Universums einen Big Crunch und kein Schwarzes Loch bekommen. Wenn die Druckterme negativ sind und ihre Größenordnung sehr groß ist, dann erhalten wir eine kosmologische Inflation . Im Augenblick T 00 und die Druckterme sind vergleichbar, also beschleunigt sich die Expansion des Universums ziemlich sanft.

Danke für deine Antwort. Ich verstehe die Kosmologie von GR mit kosmologischer Konstante. Es beschleunigt ein expandierendes Universum, während es ein zusammenbrechendes Universum verlangsamt. Aber mir ist immer noch nicht ganz klar, wie der Druck in der Fragestellung die Analyse retten soll.
Denn wenn man irgendeine endliche Region des Universums nimmt, überwiegen die diagonalen Terme T 00 Laufzeit und diese Region dehnt sich aus und kollabiert nicht.

Ich kann Ihnen eine einfache Erklärung anbieten:

Wenn Sie sich die Friedmann-Gleichung ansehen

H 2 H 0 2 = Ω R A − 4 + Ω M A − 3 + Ω k A − 2 + Ω Λ ,
Sie werden sehen, dass sich die kosmologische Konstante NICHT wie Materie verhält, weil sie nicht wie Materie skaliert. Das bedeutet, dass die Dichte der Dunklen Energie einheitlich ist und nicht vom Skalierungsfaktor des Universums abhängt, was bedeutet, dass ihre Dichte nicht wie normale Materie zunimmt, wenn Sie sie komprimieren. Es bleibt einfach konstant. Wenn Sie das Volumen komprimieren, reduzieren Sie am Ende nur die Menge des Vakuumenergiebeitrags in diesem schrumpfenden Volumen. Es gibt also keine klar definierte Bedeutung des Schwarzschild-Radius für die kosmologische Konstante. Wie Sie sehen können, funktioniert die Bildung von Schwarzen Löchern nicht so.

Warum verursacht die kosmologische Konstante keine schwarzen Löcher?
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