¿Puede existir un agujero negro?

En 1939, Robert Oppenheimer y otros concluyeron que ciertas estrellas de neutrones podrían colapsar en agujeros negros y que ninguna ley física conocida intervendría. Por lo que puedo decir, no hay datos de observación que muestren que existe un horizonte de eventos de un agujero negro.

Suponiendo que existe un agujero negro con un horizonte de eventos, entonces hay todo tipo de matemáticas que explican lo que se observa externamente, se acerca al horizonte de eventos. Se puede explicar lo que ve un observador que cae al acercarse al horizonte de eventos. Sin embargo, lo que sucede cuando un observador que cae pasa el horizonte de eventos, el resultado es un absurdo matemático, en el sentido de que el observador observaría el universo fuera del horizonte de eventos más allá del "fin de los tiempos".

Parece que pasar a través de un horizonte de eventos es tan matemáticamente absurdo como un objeto con una masa distinta de cero que alcanza y supera la velocidad de la luz, ya que requeriría más de una cantidad infinita de energía en este último, o más de una cantidad de tiempo infinita en el ex.

Entonces, ¿puede un horizonte de eventos incluso "existir" en primer lugar, si "existente" significa dentro de los límites de cualquier momento después del Big Bang y antes de una cantidad infinita de tiempo desde cualquier punto dentro del universo.

Parece que la existencia de agujeros negros parece estar bien aceptada, sin embargo, más rápido que el viaje de la luz no lo hace bajo la comprensión actual de la física de la relatividad.

No es evidencia de que existen dos agujeros negros y sus horizontes de sucesos.

La evidencia principal de los agujeros negros de masa estelar surge de las observaciones de la dinámica de los sistemas binarios. Lo que se ha encontrado, al menos para 20 sistemas binarios, es que la estrella ópticamente visible tiene una compañera oscura, que generalmente es más masiva y más masiva de lo que puede ser soportada como una estrella de neutrones o cualquier otra configuración degenerada ($>3M_{\odot}$ y sobre todo $>5M_{\odot}$- Ver Narayan y McClintock (2014) para una revisión excelente y accesible).

Los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias también se pueden "pesar" utilizando la dinámica del gas, o en el caso de nuestra galaxia, observando realmente las estrellas que orbitan algo que debe tener una masa de $4.4\times10^{6}M_{\odot}$, sin embargo, es notablemente compacto y emite poca o ninguna radiación.

La evidencia de los horizontes de eventos es más circunstancial, pero no ausente. En cualquier caso, la ausencia de evidencia no sería evidencia de ausencia; los horizontes de eventos son difíciles de probar; son pequeños y lejanos, con firmas de observación evasivas. La falta de un horizonte de sucesos solo podría solucionarse inventando algo aún más extraño que un agujero negro.

El argumento más convincente para un horizonte de eventos se encuentra en fuentes que se acumulan a su alrededor, ya sea en un sistema binario o en los centros de las galaxias (ver Narayan y McClintock 2008; lea particularmente la sección 4) . En algunas circunstancias, el flujo de acreción puede volverse radiantemente ineficiente (oscuro), en cuyo caso uno espera que si el flujo de acreción alcanza una "superficie", irradiará su energía cinética fuertemente a medida que se termine por impacto. Por otro lado, un horizonte de eventos de agujero negro puede tragarse tales flujos sin dejar rastro. La predicción es que en sus estados bajos, los acumuladores de agujeros negros transitorios serán mucho menos luminosos que sus contrapartes de estrellas de neutrones, y esto es lo que se encuentra (por un factor de 100).

Otra evidencia es que los binarios de estrellas de neutrones inactivos muestran emisiones térmicas calientes, presumiblemente provenientes de la superficie de la estrella de neutrones. No se ha visto ninguno de los binarios del agujero negro. Las explosiones de rayos X de tipo I se ven en binarios de estrellas de neutrones, causadas por una acumulación de materia y posterior ignición nuclear en su superficie. Los candidatos a agujeros negros no muestran estas explosiones. La tasa de acreción en el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia debería producir radiación térmica en cualquier "superficie" que sería bastante visible en la parte infrarroja del espectro. No se ha hecho tal detección.

Todas estas observaciones se explican mejor si el agujero negro no tiene superficie y simplemente puede hacer que la energía acumulada "desaparezca" dentro de su horizonte de eventos. Narayan y McClintock concluyen que estas líneas de evidencia son "impermeables a los contraargumentos que invocan una fuerte gravedad o estrellas exóticas".

Desde que se formuló esta pregunta, hemos observado la sombra de un agujero negro y su disco de acreción , y se comporta de la manera que predijeron nuestros modelos .

Como tal, parece que existen agujeros negros y sus horizontes de eventos.