Para entender qué es una singularidad desnuda, primero es una buena idea mirar el agujero negro más simple, la solución de Schwarzschild en la relatividad general. La solución de Schwarzschild se caracteriza por dos cosas: el horizonte de eventos y la singularidad. El horizonte de sucesos es una superficie esférica que se cruza con líneas de mundo “temporales” (más lentas que la luz) y “nulas” (velocidad de la luz) solo de afuera hacia adentro, nunca de adentro hacia afuera. En otras palabras, actúa como una membrana unidireccional, permitiendo la entrada de objetos y luz desde el exterior, pero evitando que cualquier cosa escape desde el interior.
A lo largo de las líneas mundiales dentro del horizonte, a su vez, los efectos de la gravedad (por ejemplo, las fuerzas de marea) continúan aumentando más allá del límite. El punto, o más bien, el momento en el que estos efectos se vuelven divergentes (se vuelven infinitos) es la singularidad. Es una gran palabra, pero hay singularidades incluso en física clásica; por ejemplo, cualquier partícula puntual (una idealización usada frecuentemente en física clásica) es un punto con densidad de masa infinita o, si es, por ejemplo, una partícula cargada, densidad de carga infinita. Lo que pasa con la singularidad de Schwarzschild es que, en este caso, es la geometría del espacio-tiempo lo que se vuelve singular, “se descompone” en ese punto (momento en el tiempo). Y mientras que una partícula puntual es una idealización matemática con la que se puede prescindir, por ejemplo, en física continua, las singularidades de la relatividad general son predicciones inevitables de la teoría.
Pero aquí está la cosa … no vemos esta singularidad. Para nosotros en el exterior, la singularidad está oculta detrás de la membrana unidireccional del horizonte de eventos. Ni siquiera un observador que cae puede ver la singularidad; para ellos, una vez que cruzan el horizonte, la singularidad se convierte en un momento futuro en el tiempo, al que solo pueden llegar “cayendo en él”.
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Sin embargo, existen soluciones más complicadas para los agujeros negros, entre ellas la solución de Kerr para un agujero negro giratorio, la solución de Reissner-Nordström para un agujero negro con carga eléctrica, o la combinación de estos dos en el llamado Kerr-Newman solución. Estas soluciones se caracterizan por múltiples horizontes de eventos y regiones singulares más complicadas (por ejemplo, una singularidad de “anillo”) que incluso pueden evitarse. Pero incluso estas singularidades están ocultas detrás de sus respectivos horizontes de eventos.
Pero hay casos más extremos. Por ejemplo, si un agujero negro de Kerr gira lo suficientemente rápido, no tiene horizontes de eventos. Pero todavía tiene una singularidad. Esta singularidad ya no está “oculta” desde el exterior. En principio, podría estudiarse, es decir, un observador externo puede obtener información al respecto. Tal singularidad se llama “desnuda”.
Pero parece que no existe un proceso físico que pueda producir una singularidad tan desnuda. Esto se formaliza en forma de una conjetura, la llamada hipótesis de la censura cósmica, que afirma que no hay singularidades desnudas (aparte del Big Bang en sí, que ciertamente es “visible” en el sentido de que las consecuencias de su existencia son a nuestro alrededor) en el universo.
