El teorema sin cabello establece que todas las soluciones de agujeros negros de las ecuaciones de gravitación y electromagnetismo de Einstein-Maxwell en la relatividad general pueden caracterizarse completamente por solo tres parámetros clásicos observables externamente : masa , carga eléctrica y momento angular . [1] Toda otra información (para la cual "pelo" es una metáfora) sobre la materia que formó un agujero negro o está cayendo en él "desaparece" detrás del horizonte de sucesos del agujero negro.y por lo tanto es permanentemente inaccesible a los observadores externos. El físico John Archibald Wheeler expresó esta idea con la frase "los agujeros negros no tienen pelo", [1] que fue el origen del nombre.
"Richard Feynman, objetó la frase que me pareció simbolizar mejor el hallazgo de uno de los estudiantes de posgrado: el estudiante de posgrado Jacob Bekenstein había demostrado que un agujero negro no revela nada fuera de él, lo que entró, en forma de partículas eléctricas giratorias. Podría mostrar carga eléctrica; sí, masa; sí, pero no otras características, o como él mismo dijo: "Un agujero negro no tiene pelo", y Richard Feynman pensó que era una frase obscena y no quería usarla. Pero esa es una frase que ahora se usa a menudo para establecer esta característica de los agujeros negros, que no indican ninguna otra propiedad que no sea una carga, un momento angular y una masa". [3]
La primera versión del teorema sin cabello para el caso simplificado de la unicidad de la métrica de Schwarzschild fue mostrada por Werner Israel en 1967. [4] El resultado se generalizó rápidamente a los casos de agujeros negros cargados o giratorios. [5] [6] Todavía no existe una prueba matemática rigurosa de un teorema general sin cabello, y los matemáticos se refieren a él como la conjetura sin cabello . Incluso en el caso de la gravedad sola (es decir, cero campos eléctricos), la conjetura solo ha sido parcialmente resuelta por los resultados de Stephen Hawking , Brandon Carter, y David C. Robinson, bajo la hipótesis adicional de horizontes de eventos no degenerados y el supuesto técnico, restrictivo y difícil de justificar de la analiticidad real del continuo espacio-tiempo.
Supongamos que dos agujeros negros tienen las mismas masas, cargas eléctricas y momentos angulares, pero el primer agujero negro se formó colapsando materia ordinaria mientras que el segundo se formó a partir de antimateria ; sin embargo, entonces la conjetura establece que serán completamente indistinguibles para un observador fuera del horizonte de eventos . Ninguna de las pseudocargas especiales de la física de partículas (es decir, las cargas globales número bariónico , número leptónico , etc., todas las cuales serían diferentes para las masas de materia originarias que crearon los agujeros negros) se conservan en el agujero negro, o si se conservan de alguna manera, sus valores serían inobservables desde el exterior. [cita necesaria ]
Cada agujero negro inestable aislado decae rápidamente a un agujero negro estable; y (exceptuando las fluctuaciones cuánticas) los agujeros negros estables pueden describirse completamente (en un sistema de coordenadas cartesiano) en cualquier momento mediante estos once números:
Estos números representan los atributos conservados de un objeto que se pueden determinar a distancia examinando sus campos gravitacional y electromagnético. Todas las demás variaciones en el agujero negro escaparán al infinito o serán tragadas por el agujero negro.