8 votos

¿Son "geodésicos" los horizontes de sucesos?

Más concretamente, ¿son los horizontes de sucesos congruencias geodésicas nulas, lo que significa que admiten una parametrización local $x^\mu(t,s_i)$ (con $i=1,\ldots,D-2$ ) tal que:

Para cualquier constante $s_i$ el $x^\mu(t,s_i)$ es una geodésica nula, es decir, si $V^\mu = \frac{\partial x^\mu}{\partial t}$ entonces $V^2 = 0$ y $V^\mu \nabla_\mu V^\nu = 0$ .

De forma equivalente, si dejo caer un rayo de luz sobre cualquier suceso en un horizonte de sucesos, ¿existe siempre un momento inicial tal que sigue siendo en el horizonte durante un tiempo finito (en el pasado o en el futuro)?

Además, ¿es la respuesta sensible a la dimensión del espaciotiempo? ¿El tipo de horizonte de sucesos (agujero negro, cosmológico...)?

Al principio pensé que esto era obvio por definición, pero después de pensarlo un poco me di cuenta de que en realidad no lo es. Un horizonte de sucesos se define esencialmente como una envoltura de geodésicas nulas dirigidas al pasado desde el infinito nulo futuro, así que no hay ninguna razón obvia por la que el horizonte en sí deba estar hecho de tales geodésicas nulas. (Compárese con el ejemplo trivial de un círculo, que es la envoltura de la familia de todas las rectas tangentes a él, y sin embargo no es una recta propiamente dicha...). Sin embargo, no se me ocurre ningún contraejemplo.

8voto

Thelema Puntos 2697

Un horizonte de sucesos siempre está generado por geodésicas nulas. Porque se define como el límite del infinito nulo pasado del futuro $\mathscr{I}^+$ es una hipersuperficie nula, que siempre está generada por geodésicas nulas (es decir, define una congruencia geodésica nula). La única sutileza de la que hay que preocuparse son las cáusticas, que es donde los generadores nulos entran en el horizonte de sucesos, y hacen que el horizonte parezca menos suave en ciertos puntos. Pero esto no estropea el hecho de que cada punto del horizonte de sucesos se encuentra en una geodésica nula que permanece en el horizonte de sucesos indefinidamente hacia el futuro.

En la página 311 de Wald se aborda este tema.

6voto

gj255 Puntos 1313

Sí, en determinadas condiciones. Un teorema debido a Hawking afirma que en un espaciotiempo de agujero negro de vacío estacionario, analítico y asintóticamente plano, el horizonte de sucesos es un horizonte de Killing, lo que en particular significa que es una hipersuperficie nula, lo que en particular significa que es una congruencia geodésica nula.

EDIT: la respuesta de asperanz a continuación es mejor, en mi opinión.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X