Stephen Hawking se equivocó: los agujeros negros extremos son posibles

En 1986, un físico llamado Werner Israel pareció poner fin a la cuestión cuando publicó una prueba de la tercera ley. Digamos que quieres crear un agujero negro extremo a partir de uno normal. Podrías intentar hacerlo haciéndolo girar más rápido o agregando más partículas cargadas. La prueba de Israel parecía demostrar que hacerlo no podía obligar a que la gravedad de la superficie de un agujero negro cayera a cero en un período de tiempo finito.

Como finalmente descubrirían Kehle y Unger, el argumento de Israel ocultaba un defecto.

Muerte de la Tercera Ley

Kehle y Unger no se propusieron encontrar agujeros negros extremos. Tropezaron con ellos por pura casualidad.

Estaban estudiando la formación de agujeros negros cargados eléctricamente. "Nos dimos cuenta de que podíamos hacerlo" (crear un agujero negro) "para todas las relaciones carga-masa", dijo Kehle. Eso incluía el caso en el que la carga es lo más alta posible, un sello distintivo de un agujero negro extremo.

Dafermos reconoció que sus antiguos alumnos habían descubierto un contraejemplo de la tercera ley de Bardeen, Carter y Hawking: habían demostrado que, de hecho, podían convertir un agujero negro típico en uno extremo en un período de tiempo finito.

Kehle y Unger comenzaron con un agujero negro que no gira y no tiene carga, y modelaron lo que podría suceder si se colocara en un entorno simplificado llamado campo escalar, que supone un fondo de partículas cargadas uniformemente. Luego golpearon el agujero negro con pulsos del campo para agregarle carga.

Estos pulsos también contribuyeron con energía electromagnética al agujero negro, lo que aumentó su masa. Al enviar pulsos difusos de baja frecuencia, los matemáticos se dieron cuenta de que podían aumentar la carga del agujero negro más rápido que su masa, precisamente lo que necesitaban para completar su prueba.

Después de discutir su resultado con Dafermos, examinaron minuciosamente la prueba de Israel de 1986 e identificaron su error. También construyeron otras dos soluciones a las ecuaciones de la relatividad general de Einstein que implicaban diferentes formas de agregar carga a un agujero negro. Habiendo refutado la hipótesis de Bardeen, Carter y Hawking en tres contextos diferentes, el trabajo no debería dejar dudas, dijo Unger: "La tercera ley está muerta".

Ambos demostraron también que la formación de un agujero negro extremo no abriría la puerta a una singularidad desnuda, como temían los físicos. En cambio, los agujeros negros extremos parecen encontrarse en un umbral crítico: agregue la cantidad correcta de carga a una densa nube de materia cargada y colapsará para formar un agujero negro extremo. Agregue más que eso y, en lugar de colapsar en una singularidad desnuda, la nube se dispersará. No se formará ningún agujero negro. Kehle y Unger están tan entusiasmados con este resultado como con su prueba de que pueden existir agujeros negros extremos.