La relatividad general es una teoría matemática profundamente compleja, pero su descripción de los agujeros negros es asombrosamente simple. Un agujero negro estable se puede describir por solo tres propiedades: su masa, su carga eléctrica y su rotación o giro. Dado que no es probable que los agujeros negros tengan mucha carga, en realidad solo se necesitan dos propiedades. Si conoce la masa y el giro de un agujero negro, sabrá todo lo que hay que saber sobre el agujero negro. Esta propiedad a menudo se resume en el teorema de la ausencia de pelo. Específicamente, el teorema afirma que una vez que la materia cae en un agujero negro, la única característica que queda es la masa. Podrías hacer un agujero negro con hidrógeno, sillas o esas viejas copias de National Geographic del ático de la abuela, y no habría diferencia. Masa es masa en lo que respecta a la relatividad general. En todos los casos, el horizonte de sucesos de un agujero negro es perfectamente uniforme, sin características adicionales. Como dijo Jacob Bekenstein, los agujeros negros no tienen pelo. 
El conflicto entre la relatividad y la teoría cuántica conduce a la paradoja del cortafuegos. Crédito: Jeremy Perkins / Unsplash Pero con todo su poder predictivo, la relatividad general tiene un problema con la teoría cuántica. Esto es particularmente cierto con los agujeros negros. Si el teorema sin pelo es correcto, la información contenida dentro de un objeto se destruye cuando cruza el horizonte de eventos. La teoría cuántica dice que la información nunca se puede destruir. De modo que la teoría válida de la gravedad se contradice con la teoría válida de los cuantos. Esto conduce a problemas como la paradoja del firewall, que no puede decidir si un horizonte de eventos debe ser frío o caliente. Se han propuesto varias teorías para resolver esta contradicción, que a menudo involucran extensiones a la relatividad. Pero la diferencia entre la relatividad estándar y estas teorías modificadas solo se puede ver en situaciones extremas, lo que dificulta su estudio observacional. Pero un artículo de Physical Review Letters muestra cómo podrían estudiarse a través del giro de un agujero negro. 
La temperatura dentro de una habitación es un ejemplo de campo escalar. Crédito: Lucas Vieira Muchas teorías de la relatividad modificadas tienen un parámetro adicional que no se ve en la teoría estándar. Conocido como un campo escalar sin masa, permite que el modelo de Einstein se conecte con la teoría cuántica de una manera que no es contradictoria. En este nuevo trabajo, el equipo analizó cómo un campo escalar de este tipo se conecta a la rotación de un agujero negro. Descubrieron que en giros bajos, un agujero negro modificado es indistinguible del modelo estándar, pero en rotaciones altas, el campo escalar permite que un agujero negro tenga características adicionales. En otras palabras, en estos modelos alternativos, los agujeros negros que giran rápidamente pueden tener pelo. Los aspectos peludos de los agujeros negros en rotación solo se verían cerca del horizonte de eventos en sí, pero también afectarían la fusión de los agujeros negros. Como señalan los autores, los futuros observatorios de ondas gravitacionales deberían poder utilizar agujeros negros que giran rápidamente para determinar si una alternativa a la relatividad general es válida. La teoría de la relatividad general de Einstein ha superado todos los desafíos de observación hasta ahora, pero probablemente se derrumbará en los entornos más extremos del universo. Estudios como este muestran cómo podríamos descubrir la teoría que viene a continuación. Referencia: “Escalarización espontánea de agujeros negros inducida por espín” por Alexandru Dima, Enrico Barausse, Nicola Franchini y Thomas P. Sotiriou, 1 de diciembre de 2020, Physical Review Letters.
