Un modelo de agujero negro no singular es una teoría matemática de los agujeros negros que evita ciertos problemas teóricos con el modelo de agujero negro estándar, incluida la pérdida de información y la naturaleza no observable del horizonte de sucesos del agujero negro .
Para que un agujero negro exista físicamente como solución a la ecuación de Einstein , debe formar un horizonte de sucesos en un tiempo finito en relación con los observadores externos. Esto requiere una teoría precisa sobre la formación de agujeros negros, de las cuales se han propuesto varias. En 2007, Shuan Nan Zhang de la Universidad de Tsinghua propuso un modelo en el que el horizonte de sucesos de un agujero negro potencial sólo se forma (o se expande) después de que un objeto cae en el horizonte existente, o después de que el horizonte haya excedido la densidad crítica. En otras palabras, un objeto que cae hace que el horizonte de un agujero negro se expanda, lo que sólo ocurre después de que el objeto ha caído en el agujero, permitiendo un horizonte observable en un tiempo finito. [1] [2] Sin embargo, esta solución no resuelve la paradoja de la información.
Se han propuesto modelos de agujeros negros no singulares desde que se descubrieron por primera vez los problemas teóricos con los agujeros negros. [ cita necesaria ] Hoy en día, algunos de los candidatos más viables para el resultado del colapso de una estrella con una masa muy por encima del límite de Chandrasekhar incluyen la gravastar y la estrella de energía oscura .
Si bien los agujeros negros fueron una parte bien establecida de la física convencional durante la mayor parte del final del siglo XX, los modelos alternativos recibieron nueva atención cuando los modelos propuestos por George Chapline y más tarde por Lawrence Krauss , Dejan Stojkovic y Tanmay Vachaspati de la Universidad Case Western Reserve. demostró en varios modelos separados que no se podían formar horizontes de agujeros negros. [3] [4]
Esta investigación ha atraído mucha atención de los medios, [5] ya que los agujeros negros han capturado durante mucho tiempo la imaginación tanto de los científicos como del público por su innata simplicidad y misterio. Por lo tanto, los resultados teóricos recientes han sido objeto de un gran escrutinio y la mayoría de ellos ahora están descartados por estudios teóricos. Por ejemplo, se demostró que varios modelos alternativos de agujeros negros eran inestables en rotación extremadamente rápida, [6] lo que, por conservación del momento angular , sería un escenario físico no inusual para una estrella colapsada (ver púlsar ). Sin embargo, la existencia de un modelo estable de agujero negro no singular sigue siendo una cuestión abierta.
La métrica de Hayward es la descripción más simple de un agujero negro que no es singular . La métrica fue escrita por Sean Hayward como el modelo mínimo que es regular, estático, esféricamente simétrico y asintóticamente plano . [7]
El modelo Ayón-Beato-García es el primer agujero negro regular cargado exactamente con una fuente. [8] El modelo fue propuesto por Eloy Ayón Beato y Alberto García en 1998 basándose en el acoplamiento mínimo entre un modelo de electrodinámica no lineal y la relatividad general , considerando un espaciotiempo estático y esféricamente simétrico . Posteriormente, los mismos autores reinterpretaron la primera geometría no singular de un agujero negro, el modelo de juguete de Bardeen, [9] como un agujero negro regular basado en electrodinámica no lineal. [10] Hoy en día, se sabe que el modelo Ayón-Beato-García puede imitar las propiedades de absorción de la métrica de Reissner-Nordström , desde la perspectiva de la absorción de campos escalares de prueba sin masa . [11]