Desde el punto de vista del observador, un objeto que cae en un agujero negro nunca cruza su horizonte. Entonces, ¿cómo aparece el agujero negro y crece su masa?
¿O cualquier agujero negro se ve (y se siente por todas las demás fuentes de información) como una esfera vacía con toda la masa alrededor de su horizonte?
Las coordenadas de Schwarzschild (que parecen sugerir que ningún objeto cruza el horizonte de eventos cuando se ve desde muy lejos) se derivaron para el caso estacionario: independientemente de que la materia fluya hacia el agujero negro, el agujero negro tiene una masa constante. De hecho, Schwarzschild suponía un tensor de energía de tensión cero (solución de vacío).
Sin embargo, si comienzas a agregar mucha masa al agujero negro, la situación cambia. Imagina que lanzas un pequeño objeto hacia el horizonte de sucesos. "Parece" congelarse en la superficie del horizonte (en realidad, desaparece visualmente debido al desplazamiento hacia el rojo). Más tarde, hay una gran cantidad de material que fluye hacia el agujero negro. Tiene miles de veces más masa que la masa original del agujero negro. En este punto, las condiciones bajo las cuales Schwarzschild encontró su solución ya no se mantienen, porque el tensor tensión-energía está lejos de ser cero. El horizonte de eventos crecerá, ya que se forma donde el potencial gravitacional alcanza cierto valor. Al agregar más masa, inevitablemente aumenta el volumen donde el potencial tiene el valor requerido para formar el horizonte de eventos.
El caso de masa no constante se describe mediante la métrica Vaidya . Matemáticamente esto se describe en las páginas 133-134 de este libro .
La masa todavía cae en un agujero negro, es solo que desde el punto de vista de la masa, su último instante fuera del agujero es infinitamente largo. La masa cae en el agujero, pero simplemente no puede percibir que lo ha hecho.
Detectamos agujeros negros porque emiten rayos X, tienen discos de acreción y tienen un campo gravitatorio muy fuerte. No podemos "ver" la singularidad porque está oculta más allá del horizonte de eventos; solo detectamos su presencia indirectamente.
Eso es más una ilusión óptica que otra cosa. No hay nada que pueda impedir físicamente que la masa entrante continúe hacia el centro del agujero negro, así que eso es lo que debe hacer.
Teóricamente, uno podría notar la diferencia entre una verdadera singularidad con una masa central concentrada de una esfera delgada con toda su masa en el horizonte de sucesos, pero no lo probaremos pronto.
TTFN
J.Manuel
J.Manuel