En la 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 los que se dirigen hacia afuera pero se mueven hacia adentro.
Los horizontes aparentes no son propiedades invariantes del espacio-tiempo y, en particular, son distintos de los horizontes de sucesos . Dentro de un horizonte aparente, la luz no sale hacia afuera; esto contrasta con el horizonte de sucesos. En un espacio-tiempo dinámico, puede haber rayos de luz salientes fuera de un horizonte aparente (pero aún dentro del horizonte de sucesos). Un horizonte aparente es una noción local de los límites 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 sutiles.
La noción de "horizonte aparente" comienza con la noción de superficie nula atrapada . Una superficie ( compacta , orientable , espacial ) siempre tiene dos direcciones normales independientes, parecidas a la luz , que apuntan hacia adelante en el tiempo . Por ejemplo, una esfera (similar a un 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 los efectos gravitacionales), los vectores normales parecidos a la luz que apuntan hacia adentro convergen, mientras que los vectores normales parecidos a la luz que apuntan hacia afuera divergen. Sin embargo, puede suceder que converjan vectores normales tipo luz que apuntan hacia adentro y hacia afuera. 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 exterior" (MOTS).
En el contexto de los agujeros negros, el término horizonte de sucesos se refiere casi exclusivamente a la noción de " horizonte absoluto ". Parece surgir mucha confusión con respecto a las diferencias entre un horizonte aparente (AH) y un horizonte de sucesos (EH). En general, los dos no tienen por qué ser iguales. Por ejemplo, en el caso de un agujero negro perturbado, el EH y el AH generalmente no coinciden mientras cualquiera de los horizontes fluctúe.
Los horizontes de sucesos pueden, en principio, surgir y evolucionar en regiones exactamente planas del espacio-tiempo, sin un agujero negro en su interior, si una fina capa hueca, esféricamente simétrica, de materia colapsa en el espacio-tiempo vacío. El exterior del caparazón es una porción del espacio de Schwarzschild y el interior del caparazón hueco es exactamente el espacio de Minkowski plano. Bob Geroch ha señalado que si todas las estrellas de la Vía Láctea se agregan gradualmente hacia el Centro Galáctico manteniendo sus distancias proporcionales entre sí, todas caerán dentro de su radio de Schwarzschild conjunto mucho antes de que se vean 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 sucesos antes de un horizonte aparente. [3] A medida que el agujero negro se asienta, los dos horizontes se acercan y asintóticamente se convierten 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 encuentra dentro del EH. [4]
Los horizontes aparentes dependen del " corte " de un espacio-tiempo. Es decir, la ubicación e incluso la existencia de un horizonte aparente depende de la forma en que se divide el espacio-tiempo en espacio y tiempo. Por ejemplo, es posible cortar la geometría de Schwarzschild de tal manera que nunca haya un horizonte aparente, a pesar de que ciertamente existe un horizonte de sucesos. [5]
