Agujeros negros sin singularidad: casi imposible distinguirlos exprés
Un agujero negro ordinario esconde en su centro una singularidad — un punto donde la densidad y la curvatura se vuelven infinitas y las leyes de la física dejan de funcionar. Los autores del nuevo trabajo construyeron un modelo de agujero negro giratorio que, en lugar de una singularidad, tiene en su interior un «núcleo» tranquilo, similar al espacio plano ordinario. Además, por fuera tiene dos horizontes de sucesos, como en las soluciones clásicas.
Para ello utilizaron el método de desdoblamiento gravitacional (una técnica matemática que permite «añadir» nueva física a soluciones conocidas de las ecuaciones de Einstein). El resultado es una geometría fácil de calcular que permanece regular en todas partes — sin infinitos. Luego los científicos comprobaron cómo se vería ese agujero para un observador lejano: calcularon su sombra y generaron imágenes de un disco de acreción delgado (gas giratorio que brilla antes de caer en el agujero).
El resultado fue inesperado. Aunque la estructura interna de este agujero regular difiere radicalmente de la de uno singular, sus firmas ópticas — la sombra y la imagen del disco — siguen siendo sorprendentemente cercanas a las de los agujeros estándar de Schwarzschild (sin rotación) y de Kerr (con rotación) con la misma masa y momento. Las diferencias son tan pequeñas que los telescopios actuales, incluido el Event Horizon Telescope, simplemente no las notarían.
Esto plantea un serio desafío para la astrofísica. Estamos acostumbrados a pensar que la sombra de un agujero negro puede revelar la geometría del espacio-tiempo cerca del horizonte. Pero el trabajo demuestra que dos estructuras internas completamente diferentes pueden proyectar una sombra casi idéntica. Para mirar más profundo, se necesitarán observaciones de próxima generación — quizás el análisis de ondas gravitacionales o espectros más detallados de los discos de acreción.
La primera imagen histórica de la sombra de un agujero negro en el centro de la galaxia M87 se obtuvo en 2019 — y coincidió con las predicciones para un agujero de Kerr clásico, aunque su estructura interna sigue siendo desconocida.
En la película «Interstellar», los protagonistas viajan a través de un agujero de gusano cerca del agujero negro supermasivo Gargantúa — su visualización se basa en cálculos para un agujero de Kerr con disco de acreción, pero sin singularidad en su interior.