Tamaño mínimo de la sombra de un agujero negro exprés

Original: "Lower bound on the radii of black-hole shadows"
· Shahar Hod
arXiv:2603.03421 · 2026-03-03 · CC BY 4.0 · 1 min
Los científicos demostraron que la sombra de un agujero negro esférico siempre es al menos 2,6 veces más grande que su punto de no retorno.

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Un agujero negro es como una pelota oscura en el espacio sobre la que cae materia brillante. Un agujero negro tiene una sombra: la región de donde los rayos no pueden escapar. Pero debido a la curvatura de la luz, la sombra resulta ser más grande que el propio agujero: como la sombra de una pelota en la pared se agranda si la linterna está lejos.

Algunas teorías añaden «pelo» a los agujeros — campos adicionales que cambian su apariencia. Normalmente, los agujeros son «calvos»: solo tienen masa, carga y rotación.

Se ha demostrado que para un agujero simétrico con «pelo», el radio de la sombra es siempre al menos 2,6 veces mayor que el radio del punto de no retorno ($r_{\text{sh}}/r_{\text{H}} \ge 3\sqrt{3}/2$). El modelo «calvo» más simple de Schwarzschild da este límite; cualquier «pelo» agranda la sombra. Es sorprendente que la sombra no sea el agujero en sí, sino una ilusión debida a la luz curvada de la materia circundante. Las observaciones de telescopios como el Event Horizon convierten las sombras en una prueba de exotismo. La sombra de M87 concuerda con un agujero «calvo», respaldando la teoría de Einstein.

Resumen original

tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.03421

The non-linearly coupled Einstein-matter field equations predict the existence of shadows with well-defined boundaries around black holes. We prove that, in spherically symmetric hairy black-hole spacetimes whose matter fields satisfy the weak energy condition, the radii of these shadows are bounded from below by the dimensionless relation $$r_{\text{sh}}/r_{\text{H}}\geq 3\sqrt{3}/2$$, where $$r_{\text{H}}$$ is the horizon radius of the central hairy black hole. The characteristic shadow of the (bald) Schwarzschild black-hole spacetime saturates the analytically derived lower bound.

La sombra del agujero negro M87, fotografiada en 2019, resultó ser la predicha por la relatividad general: circular y con un radio 2,6 veces mayor que el punto de no retorno.

La película «Interstellar» utilizó cálculos reales de la curvatura de la luz para crear la sombra del agujero negro Gargantúa.

r_{\text{sh}}/r_{\text{H}} \ge 3\sqrt{3}/2
La relación entre el radio de la sombra y el radio del punto de no retorno no puede ser menor que aproximadamente 2,6; para un agujero «calvo» sin rotación, es igual a ese valor.
Científicos
John Archibald WheelerJacob BekensteinStephen HawkingFritz ZwickyKarl SchwarzschildSubrahmanyan Chandrasekhar
Conceptos
métrica de schwarzschild agujero negro peludo agujero negro de Schwarzschild teorema de la ausencia de pelo estabilidad del horizonte de sucesos área del horizonte esfera de fotones teorema del área de Hawking radio Ecuaciones de Einstein parámetro de espín frontera órbita circular estable más interna métrica de Kerr sombra entrópica entropía de wald mecanismo de radiación de Hawking singularidad desnuda radio gravitacional relación carga-masa