Cuando un agujero negro puede dividirse exprés
Un agujero negro es como una gota giratoria de líquido viscoso. Normalmente, esa gota tiende a permanecer entera: la división reduciría su superficie, lo que contradice la ley de no disminución de la entropía (una medida del desorden, como una taza rota que no se pega sola). Para los agujeros negros sin rotación, descubiertos por Karl Schwarzschild, la división es imposible. Sin embargo, con una rotación violenta, las fuerzas centrífugas estiran el agujero negro, y de él puede desprenderse un fragmento microscópico. Este proceso recuerda a la división de un núcleo atómico en el modelo de gota líquida. Los físicos también han considerado mundos con dimensiones adicionales, donde la curvatura del espacio-tiempo se comporta de forma diferente, y los agujeros negros pueden volverse inestables, como largos hilos líquidos a punto de romperse. Tal descomposición podría alterar la población de agujeros negros primordiales, nacidos en el joven Universo.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2606.24642
We investigate the conditions under which black hole fragmentation, the splitting of a black hole horizon into multiple smaller ones, may occur. The simplest realization is that of a single black hole horizon splitting into two, giving rise to the eponymous pants topology. In classical general relativity, the Bekenstein-Hawking area law forbids such processes for Schwarzschild black holes. For spinning Kerr black holes, purely kinematic analyses impose constraints that prevent fragmentation, even in regimes where entropy considerations might allow it, except possibly in near-extremal cases. We then hunt for scenarios where black holes can wear pants: from the well-known Gregory-Laflamme instability in higher dimensions, to the potential effect of superradiant instabilities in non-axisymmetric radiation trapping, to finally gravitational models that modify the relations between entropy and/or horizon radius and the black hole mass in four dimensions. In all such cases, emission of small fragments can be entropically favored, however its occurrence still depends on the kinematic configuration of the initial state. Our analysis clarifies the theoretical landscape where black holes may fragment, which is particularly relevant for primordial black holes and catastrophic events such as black hole mergers.
La fusión de agujeros negros, por el contrario, siempre aumenta el área total: este proceso se asemeja a la fusión de gotas de mercurio y va acompañado de potentes ondas gravitacionales.