23 de febrero de 2009

Un sistema newtoniano que imita la 'calvicie' de los agujeros negros rotantes

Imagen: Don Davis

Descripta por la solución de Kerr a las ecuaciones de campo gravitatorio de Einstein, la geometría del espacio-tiempo de los agujeros negros rotantes queda completamente caracterizada por sólo dos números - masa y espín - por lo cual suele decirse que los 'agujeros negros no tienen cabello'. Una partícula orbitando a un agujero negro rotante conserva su energía y momento angular, pero su trayectoria es una complicada roseta sin una regularidad discernible. Pero, en 1968, el físico teórico y cosmólogo Brandon Carter mostró que este sistema cuenta con otra variable fija, la que se denomina 'Constante de Carter'. El verdadero significado de la constante de Carter es aún un misterio, 40 años después de su descubrimiento.

Ahora, Clifford M. Will, de la Universidad de Washington, ha mostrado que, incluso en la teoría newtoniana de la gravitación, existen arreglos de masas cuyo campo gravitacional admite también una constante de movimiento del tipo de la constante de Carter. Además, la desviación de la forma del campo respecto de la esférica está determinada por un conjunto de ecuaciones idénticas a las de los agujeros negros de Kerr.

En su artículo "Constantes de Movimiento tipo Carter en Gravedad Newtoniana y Electrodinámica" de la edición del 12 de febrero de 2009 de la Revista Physical Review Letters, Will dice que un sistema newtoniano que exhibe esta propiedad es sorprendentemente simple: dos masas puntuales iguales en reposo, separadas a una distancia fija.

"Me sentí completamente sorprendido cuando vi que la condición newtoniana para una constante tipo Carter resultaba idéntica a la impuesta por los teoremas de agujeros negros "sin pelos" menciona Will. ¿Sé por qué esto ocurre? Estoy lejos de tener una pista."

Clifford Will espera aprender más acerca de cómo pequeños agujeros negros orbitan entorno a agujeros negros masivos en relatividad general, donde la constante de Carter juega un papel muy importante.

Esto tendrá implicaciones para la astronomía de ondas gravitacionales, debido a que la señal de tales eventos podría ser detectada por la avanzada red LIGO-VIRGO-GEO de interferómetros láser terrestres o por el detector espacial LISA.

(fg) (mg)

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