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 En 1963, el matemático Roy Kerr descubrió una respuesta a las ecuaciones de Einstein que caracterizaba con precisión el espacio-tiempo fuera de lo que ahora llamamos un agujero negro giratorio. La respuesta de Kerr se publicó en la revista Physical Review Letters. (El lapso de tiempo no se denominaría con ese nombre hasta dentro de varios años). En los casi seis años que han pasado gracias a su logro, los académicos se han esforzado por demostrar que los llamados agujeros negros de Kerr son consistentes. Según Jérémie Szeftel, matemático de la Universidad de la Sorbona, "lo que esto significa es que si empiezo con algo que parece ser un espacio negro de Kerr y le doy un pequeño golpe", por ejemplo, al arrojarle algunas ondas gravitacionales, "Lo que espera, un camino hacia el futuro, es que todo se asentará y una vez más parecerá ser precisamente como una solución de Kerr".


Según Thibault Damour, físico del Instituto de Estudios Científicos Avanzados de Francia, el escenario alternativo, que implica una inestabilidad matemática, "habría planteado un profundo enigma a los físicos teóricos y habría recomendado el deseo de modificar, en algún nivel indispensable , la idea de Einstein de la gravitación". Damour citó estas declaraciones de su propia experiencia.


Szeftel, Elena Giorgi de la Universidad de Columbia y Sergiu Klainerman de la Universidad de Princeton han demostrado en un trabajo de 912 páginas y publicado en línea el 30 de mayo que los agujeros negros de Kerr que giran lentamente son casi completamente estables. Este cuerpo de trabajo es el resultado de esfuerzos que abarcan varios años. La prueba completa, que incluye el nuevo trabajo de la corporación, un artículo escrito por Klainerman y Szeftel en 2021 que tiene 800 páginas, además de tres publicaciones históricas que incluyen una variedad de herramientas matemáticas, suma aproximadamente 2100 páginas en total.


Según Demetrios Christodoulou, matemático del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich, el resultado final recién descubierto "sin duda marca un hito en el avance matemático de la relatividad común". [Cita requerida]


Shing-Tung Yau, profesor emérito de la Universidad de Harvard que recientemente se mudó a la Universidad de Tsinghua, fue igualmente efusivo en su elogio del descubrimiento, refiriéndose a él como "el primer avance importante" en el campo de la relatividad básica desde principios de la década de 1990. . Dijo que es un problema extremadamente difícil de resolver. Sin embargo, se apresuró a señalar que el informe comercial recientemente publicado aún no había sido sometido a una ronda de revisión por pares. Por otro lado, se refirió al artículo de 2021 como "completo y emocionante", a pesar de que ha sido aprobado para su publicación.


Según Giorgi, una de las razones por las que la cuestión de la estabilidad ha permanecido sin respuesta durante tanto tiempo se debe al hecho de que casi todas las alternativas específicas a las ecuaciones de Einstein, como la determinada por Kerr, son estacionarias. Además, la cuestión de la estabilidad se ha vuelto más complicada por el hecho de que las ecuaciones de Einstein se han generalizado. Sus formulaciones conducen a agujeros negros que simplemente están parados allí y no cambian de ninguna manera; estos no son los agujeros negros que presenciamos en la naturaleza. Con el fin de determinar si los agujeros negros son estables o no, los investigadores deben someterlos a perturbaciones insignificantes y luego observar qué sucede con los parámetros que se utilizan para caracterizarlos a medida que pasa el tiempo.


Tomemos, por ejemplo, las ondas sonoras que penetran en una copa de vino como ejemplo. Las olas siempre, o casi siempre, dan una buena sacudida al vaso, y luego, una vez que cesa la sacudida, la máquina vuelve a su estado normal. Sin embargo, si alguien canta lo suficientemente alto y en un tono que coincida exactamente con la frecuencia de resonancia del vidrio, es posible que se rompa. Giorgi, Klainerman y Szeftel se preguntaron si un fenómeno del mismo tipo de resonancia también podría manifestarse cuando un agujero negro es atacado con la ayuda de ondas gravitacionales.


Ellos introdujeron el concepto de una variedad de resultados posibles. Es posible, por ejemplo, que una onda gravitatoria viaje más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro de Kerr y penetre en el interior del objeto. Incluso si la masa del agujero negro y su rotación cambiaran ligeramente, la entidad todavía se caracterizaría como un agujero negro usando las ecuaciones de Kerr. O bien, las ondas gravitacionales también pueden girar a través del agujero negro antes de desaparecer eventualmente de la misma manera que lo hacen casi todas las ondas de sonido después de entrar en contacto con una copa de vino. Esto sería análogo al comportamiento de las ondas sonoras.


O, como dijo Giorgi, "Dios es consciente de qué", podrían unir fuerzas para causar un desastre en el mundo. También es posible que las ondas gravitacionales se reúnan más allá del horizonte de eventos de un agujero negro y concentren su energía hasta el punto en que se formaría una singularidad secundaria como resultado. . Si esto ocurriera, el espacio-tiempo fuera del agujero negro se distorsionaría drásticamente, hasta el punto en que la respuesta de Kerr ya no sería válida. Este es un indicador significativo de inestabilidad potencial.


Wired.com es el origen citado.

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