he leido esto:
https://arxiv.org/abs/gr-qc/9404041
En la Relatividad General, las soluciones de agujeros negros que se han encontrado hasta ahora forman una familia de cuatro parámetros denominada familia generalizada de agujeros negros de Kerr-Newman. Los cuatro parámetros son la masa M, el momento angular J, la carga Q y la constante cosmológica Λ [6].
Un agujero negro es una región del espacio-tiempo que exhibe una aceleración gravitacional tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de él.
https://en.wikipedia.org/wiki/Agujero_negro
No hay consenso sobre si la masa del agujero negro se encuentra en la singularidad o en el horizonte de eventos. Para un observador externo, la masa del agujero negro puede estar en el horizonte de sucesos.
¿Cómo puede rotar una singularidad en un agujero negro si es solo un punto?
La singularidad de un agujero negro de Kerr en rotación no es un punto, sino un anillo en el plano de rotación, aunque todavía de volumen cero.
Algunos físicos incluso creen que las singularidades no son reales.
Sin embargo, ninguna de las respuestas en este sitio explica qué es exactamente lo que gira en el agujero negro. Es la singularidad, como una partícula puntual (con la masa de un agujero negro), entonces es como el giro de una partícula elemental.
¿O es el horizonte de eventos, que está girando, ya que para un observador externo, toda la masa que cae está congelada en el horizonte?
Algunas respuestas dicen que el campo gravitatorio (potencial) del agujero negro (su energía de estrés) está determinado por el horizonte de eventos (aunque la energía de estrés está determinada por la masa, el momento angular, la carga, la constante cosmológica) (su tamaño).
Algunas respuestas dicen que una singularidad de un agujero negro no está hecha de cualquier materia, ya que no es un lugar en el espacio, sino un lugar en el tiempo.
Me gusta el comentario de Luboš Motl a esta pregunta:
¿Qué sucede cuando chocan un agujero negro y un "anti-agujero negro"?
Entonces, hay una contradicción, porque ninguna de las respuestas establece específicamente qué está girando realmente en un agujero negro de Kerr giratorio.
Pregunta:
Entonces, primero preguntémonos: ¿ Qué nos hace creer que algo está girando en el espacio-tiempo de Kerr ?
La respuesta es que nos alejamos mucho del agujero negro y observamos las asintóticas del campo gravitatorio a medida que se vuelve más y más débil. A partir de ahí podemos leer de forma bien definida un conjunto de multipolos de masa y corriente "contenidos en el espacio-tiempo". Los multipolos de orden más bajo se pueden definir casi sin ambigüedades y se interpretarían como "momento lineal total en el espacio-tiempo" y "momento angular total en el espacio-tiempo". Entonces, lo que lees para la métrica de Kerr es un momento angular de la magnitud .
Lo que nos hace asignar tal significado a estas cantidades es la coincidencia en el límite cuando solo hay pequeñas cantidades de materia diluida (que puede ser tratada por gravedad linealizada ). En ese límite, estas cantidades asintóticas coinciden exactamente con el significado del momento lineal y angular total de la materia diluida, tal como se define en su curso de mecánica clásica. Entonces, una nube de materia diluida con una masa total generaría un campo asintótico similar al de la métrica de Kerr. y girando con un momento angular total . Entonces eso es lo que te hace creer que hay algo girando en el espacio-tiempo de Kerr.
Pero a medida que se agregan cantidades más grandes de materia densa, no puede simplemente sumar todos los momentos de las partículas de materia en un espacio-tiempo para obtener el momento lineal y/o angular total. El problema es que el espacio-tiempo es curvo y dejas de poder hacer fácilmente cosas como sumar dos vectores en diferentes puntos del espacio-tiempo. Pero otro problema es que no importa lo mucho que intente sumar las contribuciones de la cantidad de movimiento en el asunto, siempre se pierde algo, simplemente no se suma a la cantidad de movimiento asintótica. Resulta que, de alguna manera, el propio campo gravitatorio lleva impulso. Pero precisar cómo y dónde esta energía e impulso del campo gravitatorio es notoriamente difícil. Simplemente no existe una fórmula universalmente válida para eso,la energía y el momento angular del campo gravitatorio se almacenan de forma no local .
Entonces, ¿qué es, realmente, la rotación en el espacio-tiempo de Kerr? La singularidad de curvatura en el centro del espacio-tiempo es un anillo, y sería muy fácil decir que es un anillo giratorio que transporta todo el momento angular. . Pero considere un objeto muy compacto muy cerca de un agujero negro como una estrella de neutrones. Allí no se puede asignar el momento angular sólo a la materia, una porción cada vez mayor se almacena no localmente en el campo gravitatorio, el espacio-tiempo también gira . Por otro lado, el campo gravitatorio (el espacio-tiempo) nunca giraría por sí solo, solo girará si la estrella de neutrones también gira . Esto es cierto para cualquier situación con materia: el campo y su fuente giran en tándem, cada uno de los cuales tiene una contribución significativa al momento angular .
Entonces, ¿qué pasa con los agujeros negros? Sin embargo, en realidad no existe un argumento riguroso para extender las observaciones del último párrafo al agujero negro. Pero considere esto: en un sentido bastante preciso, la parte no singular del campo del agujero negro "causa" la existencia de la singularidad de la curvatura en el interior. Puede dividir el espacio-tiempo de una manera particular, colocar una de las secciones sin incluir la singularidad del agujero negro en la computadora y dejar que evolucione la porción hacia el futuro de acuerdo con GR. Para su sorpresa, evolucionará espontáneamente a la singularidad (en el caso del espacio-tiempo de Kerr, en realidad evolucionaría a una singularidad arrugada llamada horizonte de Cauchy). Entonces, en este sentido, es el campo el que hace que exista la singularidad y no al revés. Así que me inclino a decir queLos agujeros negros pueden verse como el límite donde la fracción de masa y momento angular en el campo gravitacional ha convergido en la masa total y el contenido angular del espacio-tiempo .
Emilio Pisanty
esfera segura