En relatividad general , un horizonte aparente es una superficie que es el límite entre los rayos de luz que se dirigen hacia afuera y se mueven hacia afuera y aquellos que se dirigen hacia afuera pero se mueven hacia adentro.
Los horizontes aparentes no son propiedades invariables del espacio-tiempo y, en particular, son distintos de los horizontes de sucesos . Dentro de un horizonte aparente, la luz no se mueve hacia afuera; esto contrasta con el horizonte de sucesos. En un espacio-tiempo dinámico, puede haber rayos de luz salientes en el exterior de un horizonte aparente (pero aún en el interior del horizonte de sucesos). Un horizonte aparente es una noción local del límite de un agujero negro, mientras que un horizonte de sucesos es una noción global .
La noción de horizonte en la relatividad general es sutil y depende de distinciones finas.
La noción de un "horizonte aparente" comienza con la noción de una superficie nula atrapada . Una superficie ( compacta , orientable , similar al espacio ) siempre tiene dos direcciones normales independientes que apuntan hacia adelante en el tiempo, similares a la luz . Por ejemplo, una esfera (similar al espacio) en el espacio de Minkowski tiene vectores similares a la luz que apuntan hacia adentro y hacia afuera a lo largo de la dirección radial. En el espacio euclidiano (es decir, plano y no afectado por efectos gravitacionales), los vectores normales similares a la luz que apuntan hacia adentro convergen, mientras que los vectores normales similares a la luz que apuntan hacia afuera divergen. Sin embargo, puede suceder que ambos vectores normales similares a la luz que apuntan hacia adentro y hacia afuera converjan. En tal caso, la superficie se llama atrapada . [1] El horizonte aparente es la más externa de todas las superficies atrapadas, también llamada "superficie atrapada marginalmente externa" (MOTS).
En el contexto de los agujeros negros, el término horizonte de sucesos se refiere casi exclusivamente a la noción de " horizonte absoluto ". Parece que surge mucha confusión en relación con las diferencias entre un horizonte aparente (AH) y un horizonte de sucesos (EH). En general, no es necesario que ambos sean iguales. Por ejemplo, en el caso de un agujero negro perturbado, el EH y el AH generalmente no coinciden mientras fluctúe alguno de los horizontes.
Los horizontes de sucesos pueden, en principio, surgir y evolucionar en regiones exactamente planas del espacio-tiempo, sin ningún agujero negro en su interior, si una delgada capa de materia, hueca y esféricamente simétrica, se está colapsando en un espacio-tiempo vacío. El exterior de la capa es una porción del espacio de Schwarzschild y el interior de la capa hueca es un espacio de Minkowski exactamente plano. Bob Geroch ha señalado que si todas las estrellas de la Vía Láctea se van agregando gradualmente hacia el centro galáctico manteniendo distancias proporcionales entre sí, todas caerán dentro de su radio de Schwarzschild conjunto mucho antes de verse obligadas a colisionar. [2]
En la imagen simple del colapso estelar que conduce a la formación de un agujero negro, se forma un horizonte de eventos antes de un horizonte aparente. [3] A medida que el agujero negro se asienta, los dos horizontes se aproximan entre sí y se convierten asintóticamente en la misma superficie. Si se cumple la condición de curvatura nula (donde denota el tensor de Ricci y un vector nulo), entonces el AH se ubica dentro del EH. [4]
Los horizontes aparentes dependen de la " división " de un espacio-tiempo. Es decir, la ubicación e incluso la existencia de un horizonte aparente dependen de la forma en que el espacio-tiempo se divide en espacio y tiempo. Por ejemplo, es posible dividir la geometría de Schwarzschild de tal manera que no exista un horizonte aparente, nunca, a pesar del hecho de que ciertamente existe un horizonte de sucesos. [5]
