¿Cuán “uniforme” es el horizonte de eventos de un agujero negro?

En los agujeros negros teóricos más simplistas, el horizonte de eventos es muy simple: para un agujero negro sin carga y sin giro, es una esfera perfecta. Para un agujero negro giratorio, es un elipsoide. Pero estas conclusiones se derivan de suposiciones extremadamente simplistas: que estamos tratando con una masa de punto simple, prácticamente con nada más en el universo.

¿Qué pasa con un agujero negro real ? O al menos un poco más realista : considere un poco de masa cayendo en un agujero negro. A medida que la masa en caída se acerca al horizonte de eventos, su propio campo gravitacional distorsionará un poco el espacio-tiempo, de una manera que interactúa con el horizonte de eventos de una manera quizás complicada. El resultado es que, al menos por un tiempo, el horizonte de eventos se ondulará un poco. Si está reservado para la relatividad general, puede calcular con mucho más detalle los detalles precisos de la onda. Pero eso va un poco más allá del alcance de Quora (y, francamente, más allá de mis habilidades técnicas en este punto).

De todos modos, hay otro concepto que respalda esta idea, y de hecho la expande en gran medida. Hay un problema con los agujeros negros y la mecánica cuántica, llamada paradoja de la información. Aproximadamente, la idea es que los sistemas físicos contienen información . Además, la mecánica cuántica dice que la información no debe destruirse cuando las cosas simplemente se mueven, incluso si se mueven hacia un agujero negro . Por supuesto, en la relatividad general pura, eso es lo que sucede: la información transportada por los objetos que caen parece ser destruida. Entonces, necesitamos una buena manera de resolver esto.

Un candidato es un tipo de “principio holográfico”, y postula que toda la información de todo lo que cae en un agujero negro está codificada en el horizonte de eventos . En particular, todas esas pequeñas sacudidas causadas por la interacción gravitacional de la materia en caída con el horizonte de eventos pueden codificar toda la historia de las cosas que cayeron.

Sin duda, el principio holográfico no es un hecho establecido, ni siquiera un concepto teórico con aceptación unánime. Pero es interesante, y por el momento al menos parece lo suficientemente plausible como para mencionarlo.

Entonces, si el principio holográfico es correcto, prácticamente ningún agujero negro tendrá un horizonte de eventos verdaderamente uniforme.

No soy físico, pero solo voy a utilizar un enfoque intuitivo (que no siempre funciona).

El primer paso es darse cuenta de que cualquier planeta, estrella, objeto con gravedad exhibe una curvatura simétrica en el espacio-tiempo como (propuesto en Relatividad general). Por simétrico, quiero decir que tiene la misma cantidad de curvatura (o la misma fuerza de gravedad) en cualquier punto del espacio que esté a la misma distancia del centro de ese objeto. Por ejemplo, si está a 10000 km del centro de la Tierra, sin importar dónde se encuentre (es decir, sobre el polo norte, el ecuador, el polo sur), su gravedad se mantendrá igual. Esto se debe a que la curvatura del espacio-tiempo es la misma a una distancia especificada.

Ahora, entendemos que los agujeros negros tienen una gravedad inmensa que interrumpe severamente la curvatura espacio-temporal, curvándola tanto que cuando la luz ingresa, no puede escapar. Dado que el agujero negro exhibiría la misma fuerza de gravedad en todos los puntos a una cierta distancia en el espacio, esto significaría que la curvatura del espacio-tiempo sería simétrica y el Horizonte de Eventos sería una esfera perfecta alrededor de un agujero negro. Entonces, supongo que es perfectamente uniforme.

La EH de un BH no es una “superficie sólida” , es decir, no es una “cosa” sino una “esfera virtual”, definida por la distancia desde el centro de la BH llamada radio de Schwarzschild , calculada como SR = 2 GM / c ^ 2 (donde G = constante gravitacional , M = masa BH yc = velocidad de la luz ). Es la distancia desde el centro BH donde la velocidad de escape = c . Como tal, es una superficie virtual esférica perfectamente uniforme .

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