NZ02: Termodinámica de un Horizonte Aparente.

Profesor Encargado: Nelson Zamorano 

Requisitos: Haber cursado Relatividad General. 

Vacantes: 1 - 2 estudiantes. 

Recientemente se ha planteado la pregunta : ¿Qué es un Agujero Negro (AN)? 

Y se ha demostrado que posee muchas caras, de acuerdo a los intereses de quienes lo están usando. Por ejemplo, ver: 

"Definning Black Holes,(M. Buchanan, Nature Physics, Vol 14, October 2018, 970), 

"The many definitions of a black hole , Erik Curiel Nature Astronomy, Vol 3, January 2019, 27– 34. 

La hipersuperficie nula que identifica la frontera del AN con el mundo (vacío) externo es un objeto No local en el tiempo. Esto indica, por ejemplo, que si diseño un experimento consistente para ubicarme con respecto al AN, lo que caracteriza la No-localidad, es que la respuesta requerida puede demorar un tiempo muy largo, esto debido a que el tiempo evoluciona mucho más lentamente en la vecindad del horizonte de evento que lejos de él. Así, este observador puede caer en el AN antes de recibir la alarma. No puedo estimar la cercanía del Horizonte de Eventos para ubicar el AN y no caer en él. Este es el significado físico de la NO-localidad en el tiempo. 

Entender la dinámica y la geometría del horizonte de evento es crucial: la entropía del agujero negro es proporcional al área del horizonte de evento. Esta es la piedra angular del modelo termodinámico de un agujero negro. En el caso que este AN se formó a partir del colapso de una nube de gas y materia, podemos intentar ubicar, mucho antes, la región que va a quedar al interior del horizonte de evento después del fin del colapso gravitacional.

 Esto es, en breve, lo que se denomina el horizonte aparente. Es un invariante geométrico, negativo en una superficie que debemos determinar y su interpretación es que el material al interior de esta superficie permanecerá finalmente al interior del agujero negro. El borde de esta superficie señalada es el Horizonte Primordial de Eventos. Estudiar las propiedades de este evento y su termodinámica es el asunto de esta propuesta. 

– Cosmological and Black Hole Apparent Horizons, Valerio Faraoni, Springer.– Basics of Apparent Horizons in Black Hole Physics, E. Altas and B. Tekin, 2022, J. Phys. Conf Ser.2191 012002. 

– Mechanics of apparent horizons, W. Collins, Phys. Rev D,Vol.45,#, 15 january1992.- Black Hole Boundaries I. Booth, arXiv:gr-qc/0508107v2- 2025.