Black holes as quantum bound states

Tabarroni, Luca (2022) Black holes as quantum bound states. [Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in Physics [LM-DM270]
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Abstract

We present a new quantum description for the Oppenheimer-Snyder model of gravitational collapse of a ball of dust. Starting from the geodesic equation for dust in spherical symmetry, we introduce a time-independent Schrödinger equation for the radius of the ball. The resulting spectrum is similar to that of the Hydrogen atom and Newtonian gravity. However, the non-linearity of General Relativity implies that the ground state is characterised by a principal quantum number proportional to the square of the ADM mass of the dust. For a ball with ADM mass much larger than the Planck scale, the collapse is therefore expected to end in a macroscopically large core and the singularity predicted by General Relativity is avoided. Mathematical properties of the spectrum are investigated and the ground state is found to have support essentially inside the gravitational radius, which makes it a quantum model for the matter core of Black Holes. In fact, the scaling of the ADM mass with the principal quantum number agrees with the Bekenstein area law and the corpuscular model of Black Holes. Finally, the uncertainty on the size of the ground state is interpreted within the framework of an Uncertainty Principle.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea magistrale)
Autore della tesi
Tabarroni, Luca
Relatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Indirizzo
THEORETICAL PHYSICS
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Oppenheimer Snyder Model,Black Holes,Bound States Quantization Model,Hydrogen Atom,Uncertainty Principle,Generalized Uncertainty Principle
Data di discussione della Tesi
31 Maggio 2022
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