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Cómo destruir un agujero negro
La idea de un cuerpo tan masivo que su velocidad de escape excede la velocidad de la luz se remonta al geólogo inglés John Michell, quien lo consideró por primera vez en 1783. En su escenario, un rayo de luz viajaría lejos del cuerpo masivo hasta alcanzar un cierta altura y luego regresó a la superficie.
El pensamiento moderno sobre los agujeros negros es algo diferente, sobre todo porque la relatividad especial nos dice que la velocidad de la luz es una constante universal. El concepto crítico en el que los físicos se enfocan hoy es el horizonte de eventos: un límite teórico en el espacio a través del cual la luz y otros objetos pueden pasar en una dirección pero no en la otra. Dado que la luz no puede escapar, el horizonte de sucesos es lo que hace que un agujero negro sea negro.
El horizonte de sucesos es algo decepcionante para muchos astrofísicos porque la física interesante, el material más allá de las leyes conocidas del universo, todo ocurre dentro de él y, por lo tanto, está oculto para nosotros.
Lo que a los físicos les gustaría, por lo tanto, es una forma de deshacerse del horizonte de eventos y exponer el funcionamiento interno a un escrutinio adecuado. Hacer esto destruiría el agujero negro pero revelaría algo mucho más extraño y exótico.
Hoy, Ted Jacobson de la Universidad de Maryland y Thomas Sotiriou y la Universidad de Cambridge explican cómo se podría hacer esto en un relato entretenido y notablemente accesible del desafío.
En relatividad general, la condición matemática para la existencia de un agujero negro con un horizonte de eventos es simple. Está dada por la siguiente desigualdad: M ^ 2> (J / M) ^ 2 + Q ^ 2, donde M es la masa del agujero negro, J es su momento angular y Q es su carga.
Deshacerse del horizonte de eventos es simplemente una cuestión de aumentar el momento angular y / o la carga de este objeto hasta que se invierta la desigualdad. Cuando eso sucede, el horizonte de sucesos desaparece y emerge el objeto exótico que se encuentra debajo.
A primera vista, parece sencillo. La desigualdad sugiere que para destruir un agujero negro, todo lo que necesita hacer es alimentarlo con momento angular y carga.
Pero eso esconde multitud de problemas. Para empezar, las cosas con momento angular y carga también tienden a tener masa. Y en cualquier caso, la ecuación anterior describe un estado estable. Alimentar un agujero negro crea un estado dinámico y no hay garantía de que el objeto vuelva a establecerse en un estado estable sin perder el momento angular y la carga que se le ha alimentado.
De hecho, los cálculos son tan diabólicos que han desafiado todos los intentos de domesticarlos. En la actualidad nadie sabe qué haría, dicen Jacobson y Sotiriou.
¿Qué revelaría un agujero negro sin su horizonte de eventos? Ahí es donde la física se vuelve filosófica. Las matemáticas aquí indican que el espacio-tiempo se vuelve infinitamente curvado, creando lo que los astrofísicos llaman una singularidad.
Para cualquier físico común, una singularidad es una indicación de que una teoría se ha derrumbado y se necesita alguna teoría nueva para describir lo que está sucediendo. Es una cuestión de principio que las singularidades son objetos matemáticos, no físicos y que cualquier 'agujero' que sugieran existe no en la estructura del Universo sino en nuestra comprensión del mismo.
Los astrofísicos son diferentes. Tienen una fe tan extraordinaria en sus teorías que creen que las singularidades realmente existen dentro de los agujeros negros. Personas como Roger Penrose y Stephen Hawking incluso han demostrado que las singularidades son inevitables en el colapso gravitacional.
Para ellos, eliminar el horizonte de sucesos alrededor de un agujero negro plantea la excitante perspectiva de revelar una singularidad en todo su esplendor. Cuando eso suceda, podremos mirar al infinito.
Eso parece extraño.
Destruir un agujero negro de esta manera seguramente revelará nueva física. Pero sea lo que sea, seguramente permanecerá bien escondido hasta que tengamos una teoría que describa mejor lo que sucede en tales extremos. O hasta que veamos uno de estos objetos en algún lugar del cielo nocturno.
Ref: arxiv.org/abs/1006.1764 : Destruyendo agujeros negros con cuerpos de prueba