Métrica de Kerr-Newman
La métrica de Kerr-Newman es la solución estacionaria asintóticamente plana más general de las ecuaciones de Einstein-Maxwell en relatividad general que describe la geometría del espacio-tiempo en la región que rodea una masa giratoria cargada eléctricamente. Generaliza la métrica de Kerr teniendo en cuenta la energía de campo de un campo electromagnético , además de describir la rotación. Es una de una gran cantidad de soluciones de electrovacío diferentes , es decir, de soluciones a las ecuaciones de Einstein-Maxwell que explican la energía de campo de un campo electromagnético .. Tales soluciones no incluyen ninguna carga eléctrica aparte de la asociada con el campo gravitatorio y, por lo tanto, se denominan soluciones de vacío .
Esta solución no ha sido especialmente útil para describir fenómenos astrofísicos, porque los objetos astronómicos observados no poseen una carga eléctrica neta apreciable , [ cita requerida ] y el campo magnético de las estrellas surge a través de otros procesos. Como modelo de agujeros negros realistas, omite cualquier descripción de materia bariónica descendente , luz ( polvo nulo ) o materia oscura , y por lo tanto proporciona, en el mejor de los casos, una descripción incompleta de agujeros negros de masa estelar y núcleos galácticos activos . La solución es de interés teórico y matemático, ya que proporciona una piedra angular bastante simple para una mayor exploración. [cita necesaria ]
La solución de Kerr-Newman es un caso especial de soluciones exactas más generales de las ecuaciones de Einstein-Maxwell con constante cosmológica distinta de cero . [1]
En diciembre de 1963, Kerr y Schild encontraron las métricas de Kerr-Schild que dieron todos los espacios de Einstein que son perturbaciones lineales exactas del espacio de Minkowski. A principios de 1964, Roy Kerr buscó todos los espacios de Einstein-Maxwell con esta misma propiedad. En febrero de 1964, se conocía el caso especial en el que se cargaron los espacios de Kerr-Schild (esto incluye la solución de Kerr-Newman), pero el caso general en el que las direcciones especiales no eran geodésicas del espacio de Minkowski subyacente resultó muy difícil. El problema se le dio a George Debney para que tratara de resolverlo, pero se abandonó en marzo de 1964. Aproximadamente en ese momento, Ezra T. Newman encontró la solución para Kerr acusado por conjeturas. En 1965, Ezra "Ted" Newman encontró la solución axisimétrica de la ecuación de campo de Einstein para un agujero negro que gira y está cargado eléctricamente.[2][3] Esta fórmula para el tensor métrico se llama la métrica de Kerr-Newman. Es una generalización de la métrica de Kerr para una masa de punto de giro sin carga, que había sido descubierta por Roy Kerr dos años antes. [4]
El resultado de Newman representa la solución estacionaria , axisimétrica y asintóticamente plana más simple de las ecuaciones de Einstein en presencia de un campo electromagnético en cuatro dimensiones. A veces se la conoce como una solución de "electrovacuum" de las ecuaciones de Einstein.
Cualquier fuente de Kerr-Newman tiene su eje de rotación alineado con su eje magnético. [5] Por lo tanto, una fuente de Kerr-Newman es diferente de los cuerpos astronómicos comúnmente observados, para los cuales existe un ángulo sustancial entre el eje de rotación y el momento magnético . [6] Específicamente, ni el Sol ni ninguno de los planetas del Sistema Solar tienen campos magnéticos alineados con el eje de giro. Así, mientras que la solución de Kerr describe el campo gravitatorio del Sol y los planetas, los campos magnéticos surgen por un proceso diferente.
