Los agujeros negros sí tienen “pelo”

Los agujeros negros son considerados uno de los objetos más fascinantes y misteriosos del universo. Si bien aún es muy poco lo que conocemos sobre ellos, parte de lo que sabemos se lo debemos al “teorema del no pelo”.

Este teorema, conocido también como de la calvicie o no hair theorem en inglés, postula que todas las soluciones del agujero negro, que han sido descritas en las ecuaciones de Einstein-Maxwell de gravitación y electromagnetismo en la relatividad general, pueden ser caracterizadas por tres parámetros observables de forma externa: su masa (M), su carga (Q) y su momento angular (J).

En 1968, el físico John Archibald Wheeler, que acuñó el término agujero negro, expresó esta idea con la frase “los agujeros negros no tienen pelo” (es decir, no tienen información), lo que dio origen al nombre del teorema de no pelo.

Sin embargo, investigadores han descubierto que algunos agujeros negros extremos sí tienen “pelo”, lo que provoca singularidad para las entidades.

El doctor Lior Burko de Theiss Research y un equipo de colaboradores descubrieron que un tipo especial de agujero negro viola la singularidad de los mismos, es decir, el teorema del no pelo.

NASA.

El equipo investigó los agujeros negros extremos, que están saturados con la máxima carga o giro que posiblemente puedan transportar.

Ellos descubrieron que hay una cantidad que se puede construir a partir de la curvatura del espacio-tiempo en el horizonte de sucesos del agujero negro que se conserva y es medible por un observador distante.

Dado que esta cantidad depende de cómo se formó el agujero negro, y no solo a partir de los tres atributos clásicos, viola la singularidad del agujero negro.

Esta cantidad constituye el llamado “pelo gravitacional” y puede ser medible por observatorios de ondas gravitacionales recientes y futuros como LIGO y LISA.

“Este nuevo resultado es sorprendente, porque los teoremas de unicidad de los agujeros negros están bien establecidos, y en particular su extensión a los agujeros negros extremos. Tiene que haber una suposición de los teoremas que no se satisface, para explicar cómo los teoremas no se aplican en este caso”, afirma Lior Burko en un comunicado.

Para llevar a cabo su descubrimiento, el equipo usó simulaciones numéricas muy intensivas para generar sus resultados.

Estas simulaciones implicaron la utilización de docenas de unidades de procesamiento de gráficos (GPU) de Nvidia de gama alta con más de 5,000 núcleos.

Cada una de estas GPU pueden realizar hasta 7 billones de cálculos por segundo.

Para los investigadores, todo el minucioso trabajo ha valido la pena.

“Los teoremas de unicidad asumen la independencia del tiempo. Pero el fenómeno de Aretakis viola explícitamente la independencia del tiempo a lo largo del horizonte de eventos. Esta es la brecha por la que el cabello puede salir y ser peinado a gran distancia por un observatorio de ondas gravitacionales”, agrega Burko.

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