LOS AGUJEROS NEGROS (© Ángel Torregrosa Lillo) [angelto.geoARROBAyahoo.com] relatividad.org


AGUJEROS EN ROTACIÓN (DE KERR) Y ARRASTRE DEL ESPACIO (FRAME DRAGGING)

    Un objeto masivo, esférico, y en rotación tiene el efecto relativista de que el espacio es arrastrado parcialmente por dicha rotación de forma que un giróscopo en órbita tendría cierta precesión. Más que arastre del espacio es un arrastre el sistema de referencia, un "frame dragging". En 1918 Lense y Thirring obtubieron una métrica simplificada para el caso de gravedades de´biles, y el efecto pasó a llamarse "efecto Lense-Thirring". Pero la solución completa, sin simplificaciones, fue estudiada y resuelta por Roy Kerr en 1963, quien encontró la solución a las ecuaciones de campo de la relatividad general para este caso.  

métrica de Kerr

 

Donde las coordenadas r , Φ y θ  son las coordenadas esféricas estandar y rs es el radio de Schwarzschild y and donde las escalas de longitud α, ρ and Δ han sido introducidas para simplificar

 

De acuerdo con su métrica el espacio debe mostrar un arrastre en su rotación por parte del objeto masivo que crea el campo gravitatorio, apareciendo el llamado “frame dragging” pues un objeto que a si mismo se considere estático en las cercanías de astro rotando debe experimentar forzosamente un movimiento alrededor de este. Esto es interpretable como que el propio espacio en si mismo es arrastrado por el astro masivo en rotación. La detección de este arrastre es el principal objetivo del experimento en satélite espacial Gravity Probe B .
   Un agujero negro en rotación tiene el mismo horizonte de sucesos, o límite estático, que el agujero de Schwarzschild, pero tiene otro límite u horizonte interesante llamado ergosfera o ergosuperficie, que se puede imaginar como el lugar donde la velocidad de rotación del espacio arrastrado es igual a la velocidad de la luz tangencial (ver apartado “frenando la luz”) que corresponde a ese lugar, y una vez traspasada la ergosfera la velocidad de arrastre del espacio es mayor que la de la luz para esos puntos.

arrastre en agujero

cuerpo cayendo en la ergosfera, en gris, es forzado a cambiar de dirección.

Un cuerpo que atravesara la ergosfera no podría moverse en dirección opuesta al giro del astro, pues el arrastre del espacio supera la velocidad de la luz en ese sitio. Evidentemente en el horizonte de sucesos un rayo de luz tendría la velocidad de giro de ese horizonte de sucesos en vez de la correspondiente que sería cero.
   Un objeto que  se acercara a un agujero negro en rotación se vería arrastrado y acelerado por el “frame draging”, lo que ha servido para imaginar un modo de extraer energía de la rotación del astro, el llamado "proceso de Penrose".
  

Todo esto es la base teórica, pero se me ocurre que en el proceso de colapso de una estrella hacia un agujero negro, igual que cabe la posibilidad de que por el proceso de detención temporal, igual que incluso un rayo de luz llega a tener velocidad cero la materia colapsando también pase a tener velocidad cero, como planteé en “agujero no puntual”, y por lo tanto se detenga tanto el proceso de formación del agujero como su rotación, de modo que nunca existirían agujeros negros en rotación, al menos desde el punto de vista de un sistema de referencia distante.


 

 


 

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