Astrofísicos desafían la hipótesis de Kerr: Los agujeros negros continúan sorprendiendo

Considerados los objetos más enigmáticos del cosmos, los agujeros negros compiten en misterio solamente con las estrellas de neutrones y las de quarks. Aunque aún no desentrañamos todos sus secretos, los cosmólogos han logrado descubrir algunos de sus enigmas, proporcionando respuestas que nos permiten entenderlos mejor. Antes de profundizar, revisemos qué es un agujero negro.

Un agujero negro es una región finita del espacio, que concentra suficiente masa para crear un campo gravitatorio tan intenso que ninguna partícula puede escapar, ni siquiera los fotones, responsables de la luz. Existen varios tipos, pero los astrofísicos están más familiarizados con los cósmicos, formados a partir del colapso de estrellas masivas.

El destino de una estrella depende de su masa. Las menos masivas se convierten en nebulosas y dejan una enana blanca en su centro, una estrella degenerada que ya no tiene combustible y es mucho más pequeña que su tamaño original. Las más masivas pueden transformarse en estrellas de neutrones, de quarks o, con suficiente masa, en agujeros negros.

Problemas con la hipótesis de Kerr

En 1963, el matemático y físico Roy Kerr proporcionó una solución clave a las ecuaciones de campo de Einstein, describiendo un agujero negro rotante. Antes de Kerr, los físicos dependían de la solución de Karl Schwarzschild, que describía un agujero negro esférico sin rotación. Pronto, los astrofísicos notaron que el modelo de Kerr tenía más sentido.

La métrica de Kerr es más general y realista que la solución de Schwarzschild porque describe agujeros negros con un horizonte de sucesos, más allá del cual no hay escape. La rotación es común en el cosmos, con estrellas, planetas y galaxias girando, lo cual sugiere que los agujeros negros deberían hacer lo mismo. Gracias a Kerr, los científicos han comprendido mejor la dinámica de estos fenómenos y la relatividad gravitacional.

El trabajo de Kerr ha sido crucial en astrofísica, ayudando a entender cómo la gravedad afecta el espacio-tiempo y el movimiento de los cuerpos celestes.

La solución de Kerr también sugiere la presencia de un horizonte de Cauchy, donde el continuo espacio-tiempo se vuelve impredecible debido a una singularidad. En esta región, las leyes físicas conocidas dejan de aplicarse.

Recientemente, astrofísicos de diversos países han cuestionado esta teoría en un artículo en Physical Review Letters. Argumentan que el horizonte interior de un agujero negro no puede retener una energía infinita; eventualmente, alcanzará un límite que provocará su desestabilización.

Esta teoría desafía la de Kerr al implicar que los agujeros negros que consumen materia no son eternos y que la energía acumulada eventualmente los desestabiliza. Sin embargo, esto contrasta con observaciones de agujeros negros, como el del centro de la galaxia M87, que tiene miles de millones de años, lo que plantea preguntas fascinantes.

Imagen | NASA

Más información | Physical Review Letters