Figuración de un agujero negro

Un estudio publicado por investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC),
centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat
de València, en la revista Classical and Quantum Gravity, revela que la materia podría
sobrevivir a su incursión en un agujero negro. Uno de los grandes problemas que se
plantean cuando se estudia un agujero negro es que las leyes de la física dejan de
tener sentido en sus regiones más profundas. Ese lugar, en el que se concentran
grandes cantidades de masa y energía, recibe el nombre de "singularidad", y en él el
espacio-tiempo se curva hasta el infinito destruyendo toda la materia. O tal vez no,
según se desprende del trabajo presentado por este grupo de científicos. Los físicos
proponen analizar la singularidad de estos objetos como si se tratase de una
imperfección en la estructura geométrica del espacio-tiempo. Su interpretación
resuelve el problema del infinito en el centro del agujero negro.
A juicio de Gonzalo Olmo, investigador Ramón y Cajal de la Universitat de València en
el IFIC, “los agujeros negros son un laboratorio teórico para probar nuevas ideas sobre
la gravedad”. Junto a Diego Rubiera, de la Universidad de Lisboa, y Antonio Sánchez,
doctorando en la Universitat de València, Olmo analiza los agujeros negros utilizando
teorías más allá de la Relatividad General (la teoría de Einstein que describe la
gravedad y predice la existencia de estos objetos). Este enfoque aplica estructuras
geométricas similares a las de un cristal o una lámina de grafeno, distintas a las usadas
tradicionalmente en este campo.
Según Olmo, “este tipo de geometrías se adapta mejor a lo que sucede en un agujero
negro. Igual que los cristales tienen defectos e imperfecciones en su estructura
microscópica, la zona central de un agujero negro se puede interpretar como una
anomalía del espacio-tiempo, lo que requiere nuevos elementos geométricos para poder dar una descripción más precisa. Exploramos todas las opciones posibles y nos
inspiramos en hechos observados en la naturaleza”, justifica.
Al unir la gravedad con este tipo de geometrías, los investigadores obtienen una
descripción de los agujeros negros donde el punto central se convierte en una
superficie esférica de área mínima. Esa superficie la interpretan como la existencia de
un agujero de gusano dentro del propio agujero negro. “Nuestra teoría resuelve de
forma natural varios problemas en la interpretación de agujeros negros con carga
eléctrica”, explica el investigador. “Por un lado, resolvemos el problema de la
singularidad, puesto que existe una ‘puerta’ en el centro del agujero negro, el agujero
de gusano, por la que espacio y tiempo pueden continuar”.
Los investigadores trabajan con uno de los tipos más sencillos de agujero negro, que
no gira pero tiene carga eléctrica. El agujero de gusano que predicen las ecuaciones en
su centro es más pequeño que un núcleo atómico, pero es mayor cuanto mayor sea la
carga que almacena el agujero negro. Así, un hipotético viajero que entrase en un
agujero negro de este tipo sufriría un fortísimo estiramiento al acercarse al centro que
le daría un aspecto similar a un espagueti y le permitiría entrar en el agujero de
gusano. A la salida sería compactado de nuevo.
Vistas desde fuera, estas fuerzas de estiramiento y compactación parecerían infinitas,
pero el propio viajero, al vivirlo en primera persona, ‘sólo’ experimentaría fuerzas
extremadamente intensas sin llegar a ser infinitas. Es improbable que el protagonista
de Interstellar pudiera sobrevivir a un viaje así, pero, según el modelo propuesto por
los investigadores del IFIC, la materia no terminaría perdida dentro de la singularidad
del agujero negro, sino que sería expulsada a otra región del Universo por el agujero
de gusano de su centro.
Otro problema que se resuelve con esta interpretación, según Olmo, es la necesidad
de usar fuentes de energía ‘exóticas’ para generar agujeros de gusano. En la teoría de
la gravedad de Einstein, estas “puertas” sólo aparecen en presencia de materia con
propiedades inusuales (una presión o densidad de energía negativas) que nunca ha
sido observada. “En nuestra teoría, los agujeros de gusano aparecen a partir de
materia y energía ordinarias, como puede ser un campo eléctrico”, asegura el
investigador del IFIC.
El interés en los agujeros de gusano para la física teórica va más allá de generar
“túneles” en el espacio-tiempo para conectar dos lugares del Universo. También
ayudarían a explicar fenómenos como el entrelazamiento cuántico o la naturaleza de
las partículas elementales. Gracias a esta nueva interpretación, la existencia de estos
objetos podría ser un poco más de este Universo y un poco menos de ciencia-ficción.
Más información:
Gonzalo Olmo Alba. Investigador Ramón y Cajal de la Universitat de València en el Instituto de Física Corpuscular
(IFIC, CSIC-UV).
Gonzalo.Olmo@ific.uv.es // 96 354 45 55
“Impact of curvature divergences on physical observers in a wormhole space–time with horizons”, Gonzalo J. Olmo,
D. Rubiera-Garcia and A. Sanchez-Puente. Classical and Quantum Gravity, Volume 33, Number 11.
“Wormholes can fix black holes”, Gonzalo J. Olmo, D. Rubiera-Garcia and A. Sanchez-Puente.
Ver artículo publicado:

Wormholes can fix black holes

 

Ver más

Share This