Para hacer esta pregunta más precisos, debemos definir con términos un poco mejor. La definición estándar de un agujero negro es la siguiente. Supongamos que hay puntos en el espacio-tiempo a partir de la cual es imposible escapar a una gran distancia. (Técnicamente, queremos que estos son los puntos desde los que no podemos escapar a futuro null infinito.) Si tenemos un conjunto de puntos, entonces el límite de ese conjunto es un agujero negro horizonte de sucesos. Un agujero negro se define como una región del espacio rodeado de este tipo particular de horizonte de sucesos. Así que no hay nada en la definición que directamente se requiere de una singularidad.
Ciertamente, es posible tener un horizonte sin una singularidad. De hecho, los horizontes son observador-dependiente. En el plano (Minkowski) el espacio-tiempo, usted puede tener un observador con una constante adecuada de aceleración, y para que el observador, no es un horizonte. Eventos detrás del horizonte nunca puede enviar una señal de que el observador sea capaz de recibir. Sin embargo, este horizonte no es el límite de un negro agujero del horizonte de evento, así que no hay ningún agujero negro.
Existen dos teoremas en el GR que abordar esta cuestión de si se puede tener un horizonte de sucesos sin una singularidad. Dicen cosas ligeramente diferentes.
La Penrose teorema de la singularidad
Hay un concepto muy similar a la de un horizonte de sucesos, que es un atrapados lightlike de la superficie. Esta es una superficie tal que incluso si usted emite rayos de luz en la dirección exterior, la superficie resultante formado por la emisión de los rayos tiene una disminución de volumen. Si tal atrapado superficie existe, entonces el Penrose singularidad teorema garantiza que el espacio-tiempo contiene una singularidad.
Este teorema es importante porque, aunque sabemos que hay un límite en la masa de un estable estrella de neutrones (el Tolman-Oppenheimer-Volkoff límite), los límites de asumir el equilibrio estático. En un sistema dinámico como un cúmulo globular, la genérica de la situación en Newtoniana de la gravedad es que las cosas no se derrumbe en el centro. Ellos tienden a oscilar pasado, de la misma manera que un cometa columpios pasado el sol, y de hecho hay un momento angular de la barrera que hace colapsar a un punto imposible. La Penrose singularidad teorema nos dice que la relatividad general se comporta cualitativamente diferente de la de Newton, la gravedad de fuertes campos gravitacionales, y el colapso de una singularidad es en cierto sentido un genérico de los resultados. El teorema de la singularidad también nos dice que no podemos seguir descubriendo más y más formas densas de la estabilidad de la materia; más allá de una cierta densidad, una atrapado lightlike de la superficie de las formas, y luego está garantizado para formar una singularidad.
No-pelo teoremas
Un tipo diferente de teorema se refiere más directamente al evento horizontes. Estos son el agujero negro sin pelo teoremas, que se aplican suponiendo que el sistema resultante se sitúa en algún punto (que, técnicamente, la suposición es que el espacio-tiempo es estacionaria). Básicamente, el no-pelo teoremas decir que si un objeto tiene un cierto tipo de horizonte de sucesos, y si se estableció abajo, tiene que ser un agujero negro, y pueden diferir de otros agujeros negros en sólo tres maneras: su masa, momento angular y carga eléctrica. Estas bien clasificado los tipos todos tienen singularidades.
Por supuesto, estos teoremas se demuestran dentro de la relatividad general. En una teoría de la gravedad cuántica, probablemente algo más sucede cuando el colapso llega a la escala de Planck.
Observacionalmente, vemos los objetos tales como Sagitario A* que no emiten su propia luz, tienen grandes masas, y son demasiado compacto para ser de cualquier forma estable de la materia con la masa. Esto apoya fuertemente la validez de los cálculos anteriores y teoremas. Más apoyo vendrá si podemos directamente de la imagen de Sagitario a* con suficiente aumento para resolver su horizonte de sucesos. Esto puede ocurrir dentro de 10 años o así.
Para una discusión más detallada de este tipo de cosas, ver Stand, http://arxiv.org/abs/gr-qc/0508107
