Desigualdades geométricas para objetos en relatividad general

Abstract

En este trabajo presentamos demostraciones formales de desigualdades geométricas relacionando la carga, la masa, el momento angular y el tamaño para objetos compactos, tanto para objetos ordinarios, como una estrella de neutrones, como para agujeros negros. Comenzamos estudiando un problema simple: la relación entre carga y tamaño en simetría esférica. Probamos que si tomamos un dato inicial que contiene un objeto ordinario cargado, dos veces el radio de área del objeto es siempre mayor estricto que la carga del mismo, y además que esta desigualdad es ajustada. Luego estudiamos la relación entre masa, momento angular y tamaño en simetría axial para objetos ordinarios. Obtenemos una cota inferior para la masa ADM en términos del momento angular y el tamaño del objeto. Además presentamos ejemplos numéricos que testan cuán robustas son las hipótesis que utilizamos y el resultado que obtenemos. Finalmente en la última parte del trabajo estudiamos la relación entre masa,momento angular y tamaño en simetría axial en el caso en que tenemos un agujero negro: la desigualdad de Penrose con momento angular. Probamos una versión de esta desigualdad para horizontes aparentes futuros utilizando una medida particular de tamaño.