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agujero negro extremal

Un agujero negro con el giro máximo posible, donde su gravedad superficial es cero y su entropía es máxima.
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Descripción

Un agujero negro extremo es un agujero negro que gira a la velocidad máxima permitida por la relatividad general. En este límite, la gravedad superficial del horizonte de sucesos se anula, lo que significa que un observador hipotético que se cierne justo fuera del horizonte no sentiría atracción gravitatoria. La entropía de un agujero negro extremo es máxima para su masa, y su temperatura, según la teoría cuántica de campos, desciende al cero absoluto. Estas propiedades hacen de los agujeros negros extremos un fascinante laboratorio teórico para estudiar la intersección de la gravedad, la mecánica cuántica y la termodinámica.

Historia

La solución de Kerr fue descubierta por Roy Kerr en 1963. El concepto de agujeros negros extremos y sus propiedades termodinámicas se desarrolló en la década de 1970 por Stephen Hawking, Jacob Bekenstein y otros, como parte de la formulación de la termodinámica de los agujeros negros.

Cómo funciona

En relatividad general, un agujero negro en rotación se describe mediante la solución de Kerr, caracterizada por su masa y su momento angular. El momento angular tiene un límite superior: para una masa dada, el parámetro de giro debe ser menor o igual a 1 (en unidades geométricas). Cuando el parámetro de giro es igual a 1, el agujero negro es extremo. En este punto, los horizontes de sucesos interno y externo se fusionan, y la geometría cerca del horizonte se vuelve especial: el campo gravitatorio es tan intenso que la noción habitual de dilatación del tiempo se descompone de una manera particular. La gravedad superficial, que es proporcional a la temperatura del agujero negro, se anula, por lo que el agujero negro deja de emitir radiación de Hawking y se vuelve 'frío'.

En la práctica

Los agujeros negros extremos son principalmente de interés teórico, pero se utilizan como bancos de pruebas para las teorías de gravedad cuántica, como la teoría de cuerdas, donde ayudan a explicar el origen microscópico de la entropía de los agujeros negros.

Dato curioso

En 2019, la imagen del Event Horizon Telescope del agujero negro supermasivo M87* mostró una sombra consistente con un giro casi extremo, aunque el valor exacto sigue siendo incierto.

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