¿Existe una misteriosa constante de agujero negro?

[/caption]Si te encuentras en la desafortunada situación de orbitar un agujero negro, es posible que te encuentres en un viaje bastante vertiginoso e impredecible. Si el agujero negro está girando, se aplanará bajo las fuerzas centrífugas, al igual que la Tierra se abulta ligeramente en el ecuador, pero la protuberancia del agujero negro será radicalmente mayor. A medida que cambia la forma del agujero negro, también cambia su perfil gravitacional.

Como no estás orbitando un esférico agujero negro, ya no puedes esperar tener una órbita aburrida y predecible; tu órbita se volverá salvaje y caótica, aparentemente aleatoria. Sin embargo, parecería que hay una constante subyacente al caos y, además, parece que esta constante también se ha observado en un sistema más peatonal: un sistema de tres cuerpos. sistema newtoniano. Entonces, ¿cuál es el enlace? Los físicos no están muy seguros…

Cuando una estrella masiva agota su combustible, puede colapsar sobre sí misma para crear un agujero negro (después de una excitante acción de supernova). Se espera que se conserve el momento angular de la estrella original, produciendo un agujero negro que gira rápidamente. Si el agujero negro “no tiene pelo” (es decir, no tiene carga eléctrica), el campo gravitatorio depende únicamente de su masa y giro. Si hay deformación debido al giro, el campo gravitatorio cambia, enviando cualquier cuerpo en órbita (como una estrella de neutrones) en una loca montaña rusa.

En un nuevo artículo de Clifford Will de la Universidad de Washington en St. Louis, el físico emocionado describe el escenario. “Las órbitas se vuelven locas: giran y giran, son increíblemente complejas. Es fantástico”, dice Will.

Sin embargo, el físico Brandon Carter descubrió una constante matemática en 1968, lo que demuestra que estas órbitas aparentemente caóticas son predecibles, y que incluso se aplica a las órbitas alrededor del espacio-tiempo extremadamente deformado. “Los agujeros negros tienen esta constante extra que restaura la regularidad de las órbitas.”, comenta Saul Teukolsky de la Universidad de Cornell. “Es un misterio. En cualquier otra situación en la que tenemos estas constantes adicionales, tenemos simetría. Pero no hay simetría para un agujero negro en órbita, por eso se considera un milagro..”

Sencillamente, los físicos no tienen idea de por qué la constante de Carter podría surgir de la descripción de la Relatividad General de un agujero negro giratorio. Ahora, para complicar aún más el problema, Will llevó a cabo una simulación clásica (newtoniana) de dos cuerpos con un tercer cuerpo en órbita. Nuevamente, apareció la misma constante. Parecería que hay algo especial en la previsibilidad de una órbita alrededor de esta configuración de agujero negro.

Teukolsky, quien trabajó en problemas similares para su Ph.D. en 1970, sigue desconcertado por estos resultados. Sin embargo, Will continúa investigando el problema, al incluir un término para el arrastre del marco del agujero negro. En esta situación, el agujero negro giratorio arrastrará el espacio-tiempo a su alrededor, «arrugas» (u ondulaciones) en el espacio-tiempo siendo atraído con la dirección del giro. En este caso, la constante de Carter desaparece, solo para regresar cuando se agregan términos de orden superior a las ecuaciones.

Todo esto significa una de dos cosas. O es simplemente un artefacto en las matemáticas, una curiosidad que eventualmente será eliminada de las ecuaciones. Sin embargo, existe una posibilidad tentadora de que estemos viendo una característica de los agujeros negros giratorios exóticos, donde la configuración del tejido circundante del espacio-tiempo puede permitir que una órbita predecible salga del aparente caos…

Fuente: Noticias de ciencia

Aquí hay un artículo sobre la radiación de cuerpo negro.