En 1963, el matemático Roy Kerr encontró una solución a las ecuaciones de Einstein que describía con precisión el espacio-tiempo.
Recuerda que el momento angular es un fenómeno físicouna cantidad que caracteriza la cantidad de movimiento de rotación y depende de cuánta masa gira, cómo se distribuye en el espacio y con qué velocidad angular ocurre la rotación.
¿Qué son los agujeros negros?
Hay cuatro tipos conocidos de agujeros negros que ayudanpresentar soluciones a las ecuaciones de Einstein que describen la fuerza de gravedad en la teoría general de la relatividad. Dos de ellos giran: se trata de los agujeros negros de Kerr y Kerr-Newman.
Foto: ESO/M. Kornmesser, CC BY 4.0, a través de Wikimedia Commons
Los agujeros negros de Kerr llevan el nombre del famosomatemático Roy Kerr. Fue él quien encontró soluciones a las ecuaciones que describían el comportamiento de un agujero negro en rotación. Posteriormente, fueron complementados por Ezra Newman. Describió con precisión la geometría del espacio-tiempo, en el que había un objeto masivo, que se caracteriza por un movimiento de rotación. Es este último factor el que distingue a los agujeros negros de Kerr-Newman de los agujeros de Schwarzschild, que suelen ser estáticos. Además, los agujeros negros de Kerr-Newman tienen una ergosfera. Recuerde que esta es una región del espacio-tiempo cerca de un agujero negro en rotación, que se encuentra entre el horizonte de eventos y el límite estático. Los objetos dentro de la ergosfera giran inevitablemente con el agujero negro debido al efecto Lense-Thirring.
¿Cuál es el problema?
Si un agujero negro es estable, eventualmentevolverá a la descripción matemática de Kerr incluso después de haber sido fuertemente golpeado por ondas gravitacionales. Si estos gigantes espaciales fueran inestables, la teoría de la gravedad de Einstein tendría que cambiarse en un nivel fundamental, y la comunidad científica tendría que revisar todo el conocimiento sobre los gigantes espaciales. Todo hacía pensar que la estabilidad de Kerr estaba justificada, pero no se pudo demostrar.
¿Qué descubrieron los científicos?
Para resolver el problema, los científicos analizaron la pregunta.sobre si las ondas gravitacionales que caen en un agujero negro pueden cambiarlo o destruirlo por completo. Por ejemplo, imagina una copa de vino, escribe Quanta Magazine. Comenzará a vibrar e incluso se romperá si se le dirigen suficientes ondas de sonido, que coincidan exactamente con la frecuencia de resonancia de la capacitancia. Como resultado, los físicos se preguntaron si podría ocurrir un fenómeno de tipo resonancia similar cuando las ondas gravitacionales golpean un agujero negro.
Foto: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
En el estudio, los científicos presentaron queOcurrirá si una onda gravitacional cruza el horizonte de sucesos de un agujero negro de Kerr y termina “dentro” de él. Los cálculos mostraron que esto podría cambiar su masa y rotación, pero seguiría siendo el objeto descrito por las ecuaciones de Kerr.
Así, los investigadores han demostrado que lentamenteLos agujeros negros en rotación no se “colapsan” como resultado de una pequeña exposición a ondas gravitacionales. Los teóricos esperan que en los próximos años generalicen sus resultados al caso del momento angular arbitrario.
¿Cuál es el resultado final?
Hasta ahora, la estabilidad ha sido probada sólo paraagujeros negros que giran lentamente, donde la relación entre el momento angular del agujero negro y su masa era mucho menor que 1. En cuanto a los objetos que giran rápidamente, los científicos no estaban tan seguros. Además, los físicos no sabían cuán pequeña debe ser la relación entre el momento angular y la masa para proporcionar la misma estabilidad.
Teniendo en cuenta que solo hay un paso en su largoLa prueba se basa en la suposición de un pequeño momento angular, Sergiu Kleinerman de la Universidad de Princeton, coautor del estudio, señaló que "no sería sorprendente si, para el final de la década, una resolución completa de la hipótesis de Kerr de estabilidad aparece".
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Foto de portada: ESO/L. Calzada, CC BY 4.0, Wikimedia Commons