Más precisamente, los horizontes de eventos son congruencias geodésicas nulas, lo que significa que admiten una parametrización local (con ) tal que:
Para cualquier constante el curva es una geodésica nula, lo que significa que si , entonces y .
De manera equivalente, si dejo caer un rayo de luz sobre cualquier evento en un horizonte de eventos, ¿siempre hay un impulso inicial tal que permanece en el horizonte por un tiempo finito (en el pasado o en el futuro)?
Además, ¿la respuesta es sensible a la dimensión del espacio-tiempo? ¿El tipo de horizonte de sucesos (agujero negro, cosmológico...)?
Al principio pensé que esto era obvio por definición, pero luego, después de pensarlo un poco, me di cuenta de que en realidad no lo es. Un horizonte de sucesos se define esencialmente como una envoltura de geodésicas nulas dirigidas por el pasado desde el futuro infinito nulo, por lo que no hay una razón obvia por la cual el horizonte en sí deba estar hecho de tales geodésicas nulas. (Compare con el ejemplo trivial de un círculo, que es la envoltura de la familia de todas las líneas tangentes a él, pero no es una línea en sí misma...). Sin embargo, no puedo pensar en un contraejemplo.
Un horizonte de eventos siempre es generado por geodésicas nulas. Porque se define como el límite del pasado del futuro nulo infinito , es una hipersuperficie nula, que siempre es generada por geodésicas nulas (es decir, define una congruencia geodésica nula). La única sutileza de la que debe preocuparse es la cáustica, que es donde los generadores nulos ingresan al horizonte de eventos y hacen que el horizonte se vea menos uniforme en ciertos puntos. Pero esto no estropea el hecho de que cada punto en el horizonte de eventos se encuentra en una geodésica nula que permanece en el horizonte de eventos indefinidamente en el futuro.
Algunas discusiones sobre esto se pueden encontrar en Wald en/alrededor de la pág. 311.
Sí, bajo ciertas condiciones. Un teorema debido a Hawking establece que en un espacio-tiempo de un agujero negro de vacío asintóticamente plano, analítico y estacionario, el horizonte de eventos es un horizonte Killing, lo que en particular significa que es una hipersuperficie nula, lo que en particular significa que es una congruencia geodésica nula.
EDITAR: la respuesta de asperanz a continuación es mejor, en mi opinión.
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