Otra vez comprabaron que Einstein tenía razón sobre la Relatividad General gracias a agujeros negros ‘calvos’


Un nuevo avance de la física muestra cómo la teoría de la relatividad general de Einstein continúa manteniéndose, incluso para los agujeros negros «calvos».

Los agujeros negros son regiones del espacio-tiempo donde la fuerza de la gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de ser arrastrado y «devorado». La teoría de la relatividad general de Einstein predijo la existencia de agujeros negros y que, no importa lo que ese objeto «coma», los agujeros negros se caracterizan sólo por su masa, espín y carga eléctrica. Los astrofísicos se refieren a esto como el teorema «sin pelo».

Pero ha habido un inconveniente persistente en este teorema: los campos magnéticos. Para que el teorema de la ausencia de pelo sea cierto, «comer» material no debería alterar las características primarias de un agujero negro. Pero mientras que los agujeros negros pueden «nacer» con fuertes campos magnéticos, también pueden ganarlos «comiendo» cierto material y las nubes de plasma pueden sostener estos campos magnéticos alrededor de un agujero negro.

Los físicos investigaron este inconveniente utilizando una supercomputadora para simular un agujero negro rodeado de plasma. En este estudio, encontraron que incluso cuando los agujeros negros han sostenido campos magnéticos, el teorema de «sin pelo» y la teoría de Einstein continúan siendo ciertos.

«La conjetura de la ausencia de cabello es una piedra angular de la relatividad general», dijo el coautor del estudio Bart Ripperda, investigador del Centro de Astrofísica Computacional (CCA) del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York y becario postdoctoral en la Universidad de Princeton en Nueva Jersey, dijo en un comunicado. «Si un agujero negro tiene un campo magnético de larga duración, entonces se viola la conjetura de la ausencia de pelo. Afortunadamente, surgió una solución de la física del plasma que salvó la conjetura de la ausencia de pelo de romperse».

En sus simulaciones, los investigadores encontraron que los campos magnéticos alrededor de los agujeros negros pueden evolucionar. Su simulación mostró que las líneas del campo magnético alrededor del agujero negro se romperían y volverían a conectarse rápidamente. Este fenómeno creó bolsas de plasma, energizadas por el campo magnético, que burbujearían y serían expulsadas al espacio o tragadas por el agujero negro.

«Los teóricos no pensaron en esto porque generalmente ponen sus agujeros negros en el vacío», dice Ripperda. «Pero en la vida real, a menudo hay plasma, y el plasma puede sostener y traer campos magnéticos. Y eso tiene que encajar con tu conjetura sin pelo».

Sin embargo, lo que realmente rescató el teorema de la ausencia de pelo es que los científicos descubrieron que este proceso agotaba rápidamente el campo magnético hasta que se desvanecía por completo.

Este agotamiento ocurrió muy rápido: una tasa del 10% de la velocidad de la luz.

«La reconexión rápida salvó la conjetura de no tener pelo», dijo Ripperda.

Este trabajo se describe en un estudio que se publicó el 27 de julio en la revista Physical Review Letters.

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