Dado que los agujeros negros se describen en términos de masa, carga eléctrica y momento angular, ¿cómo podría haber agujeros negros no giratorios?

El agujero negro de Schwarzschild sin carga no rotativo tendría un parámetro de masa distinto de cero con el momento angular, J = 0, y la carga, Q = 0.

Se puede demostrar que si tienen las métricas Kerr-Newman o Reissner-Nordstrom, en el límite en que Q y J llegan a cero, se reducen al espacio-tiempo de Schwarzschild.

En realidad, solo el agujero negro de Kerr es físicamente realista, ya que la mayoría de los objetos del universo tienen un valor de momento angular distinto de cero. Esto básicamente descarta el agujero negro de Schwarzschild. Supongo que podría ser el caso de que un agujero negro tenga un momento angular cero con los quásares de fondo, pero este sería un caso notablemente idealizado.

Los agujeros negros de Kerr-Newman y Reissner-Nordstrom, aunque, por supuesto, están permitidos, probablemente no permanecerían cargados eléctricamente por la acción de los campos eléctricos en el ambiente. Específicamente, supongamos que tenemos un agujero negro cargado positivamente. El campo eléctrico repelerá todas las cargas similares mientras atrae cargas opuestas hasta que se neutralice el agujero negro.

Claramente, todos los casos que menciona son teóricamente posibles. Como usted señaló, existen soluciones de vacío que tienen un momento angular arbitrario, una carga arbitraria y una masa arbitraria.

Si exige que no haya singularidades desnudas en ninguna solución física, se descarta parte del espacio de parámetros.

No puede tener un agujero negro giratorio con una masa total dada que gira demasiado rápido.

No puede tener un agujero negro masivo cargado con una masa total dada que tenga demasiada carga.

Y así.

Pero prácticamente hablando, no todos los casos tienen la misma probabilidad de formarse a partir de condiciones iniciales creíbles. Es difícil imaginar un agujero negro que realmente tenga mucha carga, porque es muy difícil producir un objeto de masa estelar que lleve mucha carga.

Es difícil imaginar un agujero negro que no tenga absolutamente ningún momento angular, porque la mayoría de las estrellas que se forman tendrán al menos algo de momento angular.

Ahora la pregunta es: ¿cuánto momento angular tendría un agujero negro de masa estelar típica? No está claro, pero si se forma de forma aislada, podría establecer restricciones utilizando las energías de rotación observadas para las estrellas grandes típicas, que no son terriblemente altas, del orden de uno o dos por ciento de la energía liberada en una supernova de colapso del núcleo típico.

Por lo tanto, estos agujeros negros, aunque rotan y son como Kerr, no rotan muy rápido.

Para los agujeros negros que se forman en el centro de las galaxias espirales, está claro que deberían ser como Kerr, ya que se forman probablemente al absorber la caída y la rotación de la materia en los centros de las galaxias.

Pero la mayoría de los agujeros negros masivos grandes probablemente no tienen mucha carga, por lo que Kerr o Schwarzschild los describirían mejor al menos desde el exterior.

Realmente no es una pregunta si el agujero negro está girando. La pregunta es si la rotación es lo suficientemente significativa donde debe tenerse en cuenta. Me imagino que cada agujero negro en el universo tiene una velocidad de giro muy significativa. A medida que los sistemas solares giran, las estrellas giran, y a medida que la estrella colapsa, el agujero negro recogerá todo ese momento angular. Sin embargo, es posible que un agujero negro pierda su giro. Si tiene un paso muy cercano con otro agujero negro, puede perder impulso angular como resultado del proceso de Penrose.

Puedes ver los distintos tipos de agujeros negros no como clasificaciones estrictas, sino como límites idealizados.

¿Qué tal un agujero negro con un momento angular de cero? Cero es una cantidad perfectamente válida de momento angular.

¿Cómo podría formarse un agujero negro así? No es probable. Quizás dos agujeros negros con momentos angulares perfectamente iguales pero opuestos.