¿Puede existir un agujero negro?

Existe evidencia de que existen tanto los agujeros negros como sus horizontes de eventos.

La evidencia principal de los agujeros negros de masa estelar surge de las observaciones de la dinámica de los sistemas binarios. Lo que se ha encontrado, para al menos 20 sistemas binarios, es que la estrella ópticamente visible tiene una compañera oscura, que suele ser más masiva y más masiva de lo que posiblemente pueda soportarse como una estrella de neutrones o cualquier otra configuración degenerada ($>3M_{\odot}$y sobre todo$>5M_{\odot}$- ver Narayan & McClintock (2014) para una revisión excelente y accesible).

Los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias también se pueden "pesar" utilizando la dinámica del gas o, en el caso de nuestra galaxia, observando las estrellas que orbitan alrededor de algo que debe tener una masa de$4.4\times10^{6}M_{\odot}$, sin embargo, es notablemente compacto y emite poca o ninguna radiación.

La evidencia de los horizontes de eventos es más circunstancial, pero no está ausente. En cualquier caso, la ausencia de evidencia no sería evidencia de ausencia: los horizontes de eventos son difíciles de probar; son pequeños y lejanos, con firmas de observación esquivas. La falta de un horizonte de eventos solo podría solucionarse inventando algo aún más extraño que un agujero negro.

El argumento más convincente a favor de un horizonte de sucesos se encuentra en las fuentes que se acumulan a partir de su entorno, ya sea en un sistema binario o en los centros de las galaxias (ver Narayan & McClintock 2008; leer particularmente la sección 4) . En algunas circunstancias, el flujo de acreción puede volverse radiativamente ineficiente (oscuro), en cuyo caso uno espera que si el flujo de acreción llega a una "superficie", irradiará su energía cinética fuertemente a medida que se termaliza en el impacto. Por otro lado, el horizonte de eventos de un agujero negro puede tragar tales flujos sin dejar rastro. La predicción es que, en sus estados bajos, los acumuladores de agujeros negros transitorios serán mucho menos luminosos que sus contrapartes de estrellas de neutrones, y esto es lo que se encuentra (por un factor de 100).

Otra evidencia es que los binarios de estrellas de neutrones inactivos muestran una emisión térmica caliente, que se supone que proviene de la superficie de la estrella de neutrones. Ninguno ha sido visto desde los binarios de agujeros negros. Los estallidos de rayos X de tipo I se ven en estrellas binarias de neutrones, causados ​​por una acumulación de materia y la subsiguiente ignición nuclear en su superficie. Los candidatos a agujeros negros no muestran estos estallidos. La tasa de acreción del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia debería producir radiación térmica en cualquier "superficie" que sería bastante visible en la parte infrarroja del espectro. No se ha hecho tal detección.

Todas estas observaciones se explican mejor si el agujero negro no tiene superficie y simplemente puede hacer que la energía acumulada "desaparezca" dentro de su horizonte de eventos. Narayan y McClintock concluyen que estas líneas de evidencia son "impermeables a los contraargumentos que invocan una fuerte gravedad o estrellas exóticas".

Desde que se hizo esta pregunta, hemos observado la sombra de un agujero negro y su disco de acreción , y se comporta de la manera que predijeron nuestros modelos .

Como tal, parecería que los agujeros negros y sus horizontes de eventos existen.