Un agujero negro puede describirse mediante unas pocas propiedades fundamentales: masa, carga eléctrica y momento angular. Cuando su carga o su rotación alcanzan el máximo permitido respecto a su masa aparece un caso extraordinario: el agujero negro extremal.
En un Reissner-Nordström cargado, por ejemplo, la extremalidad aparece cuando carga y masa alcanzan una relación límite. En ese punto, los horizontes interior y exterior coinciden y la gravedad superficial cae a cero. Como la temperatura de Hawking es proporcional a esa gravedad superficial, el agujero negro extremal tiene temperatura cero. Y ahí empezaba un problema que llevaba medio siglo molestando a los físicos.
La tercera ley decía que podías acercarte al límite, pero nunca tocarlo
En 1973, James Bardeen, Brandon Carter y Stephen Hawking formularon las leyes de la mecánica de los agujeros negros, construidas de manera sorprendentemente parecida a las leyes de la termodinámica. Su tercera ley se interpretó como una barrera: no debería ser posible reducir la gravedad superficial de un agujero negro hasta exactamente cero mediante ningún proceso físico finito.
Las soluciones extremales existían perfectamente en las ecuaciones de Einstein. Lo que parecía prohibido era llegar hasta ellas desde unas condiciones iniciales normales.
Christoph Kehle y Ryan Unger encontraron que esa prohibición no era general. En un trabajo presentado inicialmente en 2022 y revisado en 2024, construyeron matemáticamente soluciones del sistema Einstein-Maxwell acoplado a un campo escalar cargado en las que un agujero negro se convierte exactamente en un Reissner-Nordström extremal después de un tiempo finito. Los propios autores describieron el resultado como una refutación definitiva de aquella formulación de la tercera ley.
Después hicieron algo todavía más extraño: crear uno desde el espacio vacío
El segundo trabajo llegó en 2024. Esta vez Kehle y Unger estudiaron haces de partículas cargadas sin colisiones enviados hacia una región inicialmente similar al espacio de Minkowski. Dependiendo de un parámetro, las partículas podían dispersarse por la combinación de momento angular y repulsión electromagnética o colapsar gravitatoriamente. Justo en la frontera entre ambos comportamientos ocurría algo extraordinario: se formaba un agujero negro extremal.
No aparecía una singularidad desnuda al cruzar el límite. En lugar de romper la censura cósmica de esa manera, el sistema encontraba la extremalidad exactamente en el umbral del colapso. Fue el primer resultado matemático riguroso de este tipo sobre el límite de formación de agujeros negros.
Y en 2026 el panorama se ha vuelto aún más interesante. Angelopoulos, Kehle y Unger han demostrado que, cerca de la familia Reissner-Nordström, los agujeros negros extremales forman precisamente la frontera entre las soluciones que colapsan y las que no lo hacen. Los subextremales aparecen a un lado; el extremal ocupa el límite crítico.
En 2026 llegó una segunda bofetada a la tercera ley
Quedaba una objeción: los ejemplos anteriores necesitaban modelos de materia cargada cuidadosamente construidos.
Este año, John Crump, Maxime Gadioux, Harvey Reall y Jorge Santos publicaron en Physical Review Letters un resultado todavía más provocador. Mediante simulaciones numéricas mostraron que, en gravedad de vacío de cinco dimensiones, un agujero negro de Schwarzschild puede evolucionar en tiempo finito hasta convertirse en uno rotatorio extremal. También encontraron formación extremal partiendo de datos iniciales sin un agujero negro preexistente.
Eso no demuestra que haya agujeros negros extremales reales esperando ser descubiertos en nuestro universo: el escenario es de cinco dimensiones y las construcciones teóricas pueden requerir condiciones muy especiales. Pero cambia algo más fundamental.
Durante décadas, la extremalidad parecía una frontera matemática a la que la naturaleza podía acercarse infinitamente sin alcanzarla jamás. Ahora tenemos varios mecanismos consistentes con la relatividad general que consiguen exactamente lo contrario.
El problema ya no es explicar por qué esos agujeros negros son imposibles. Es entender qué versión de la tercera ley puede sobrevivir ahora que las ecuaciones han demostrado que saben fabricarlos.
