agujeros blancos, agujeros negros
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| ¿Qué sabemos sobre el gemelo teórico del agujero negro?. https://www.pexels.com/photo/abstract-dark-background-with-human-hand-trace-5691695/ |
El agujero negro, uno de los eventos más misteriosos pero fascinantes en el espacio profundo, tiene un "gemelo" teórico. Esto es lo que sabemos al respecto.
En la inmensidad infinita del universo, es probable que muchos, si no la mayoría, de los objetos escapen por completo al ámbito de la atención humana. Los físicos teóricos, incluso Einstein, no pueden hacer mucho para decirnos qué podría y qué no podría estar ahí fuera. En pocas palabras, hay algunas cosas que la teoría sugiere que no deberían existir, pero que de hecho pueden existir de todos modos. Uno de esos objetos es el opuesto teórico del agujero negro: el agujero blanco.
¿Qué es un agujero blanco?
La forma más sencilla de visualizar un agujero blanco es básicamente como un agujero negro al revés.
Los agujeros blancos no son solo agujeros negros con un nuevo trabajo de pintura. De hecho, a pesar de su nombre, se cree que se parecen mucho a los agujeros negros. Casi idéntico, incluso: un gemelo cósmico. Una tripulación de astronautas que se acerque a uno difícilmente podría notar la diferencia.
Sin embargo, los astronautas tendrían un 'indicador' inmediato para un agujero blanco: no habría un pozo de gravedad masivo que amenazara con absorberlos al pasar demasiado cerca de uno en los confines del espacio. Esto se debe a que los agujeros negros y los agujeros blancos pueden considerarse funcionalmente opuestos entre sí.
Mientras que un agujero negro puede absorber toda la materia cercana y aplastarla con la fuerza suficiente para separarla a nivel atómico, los agujeros blancos no tienen ninguna "atracción" de la que hablar.
Entonces, ¿de qué manera un agujero blanco es el 'opuesto' de un agujero negro? Todo está en la característica clave de un agujero negro. A pesar de que se representa a los agujeros negros como si absorbieran la materia cercana hacia un abismo cósmico, su característica definitoria real es tener un campo gravitatorio tan fuerte que ni la materia ni la radiación , ni siquiera la luz, pueden escapar. Todavía sombrío, solo que de una manera diferente.
En el caso de un agujero blanco, sucedería lo contrario: nada podría entrar. Es una puerta cósmica por la que nada puede pasar, ni la luz, ni la materia. Por el contrario, un agujero blanco emitiría constantemente materia y luz, pero mientras que el material dentro de un agujero blanco puede salir, una vez que sale no hay forma de volver a entrar.
¿Cómo se forma un agujero blanco?
Dado que se supone que los agujeros blancos están estrechamente relacionados con los agujeros negros, existen varias teorías sobre cómo podrían formarse.
Los orígenes teóricos de los agujeros blancos se remontan al cosmólogo ruso Igor Novikov, en 1964. A Novikov se le ocurrió la idea de los agujeros blancos como una especie de gemelo cósmico de los agujeros negros como parte de una solución a las ecuaciones de campo de Einstein, basándose en la obra del físico alemán Karl Schwarzchild, quien describió la geometría del espacio-tiempo del espacio vacío que rodea cualquier masa esférica.
Las soluciones de Schwarzchild a las ecuaciones de campo de Einstein incluían la predicción de que si una masa se comprimía dentro de un radio crítico (ahora llamado radio de Schwarzschild), entonces su gravedad sería tan fuerte que ni siquiera la luz podría escapar; en otras palabras, se convertiría en un calabozo.
Pero la descripción de Schwartzchild también incluía la posibilidad de un "gemelo" teórico para el agujero negro, así como lo que ahora llamamos agujeros de gusano, pliegues en el espacio-tiempo que los objetos en el espacio teóricamente pueden atravesar para cruzar casi instantáneamente grandes distancias, entre el evento horizontes de un agujero negro y una versión teórica 'negativa' de la singularidad.
En 1960, el matemático Martin David Kruskal amplió el trabajo de Schwarzchild para incluir un reflejo de la singularidad del agujero negro, pero fue Novikov quien desarrolló la noción de agujero blanco.
Hasta hace poco, los físicos trataban la posibilidad de los agujeros blancos como un ejercicio matemático: se podía demostrar que eran matemáticamente factibles, pero se los consideraba imposibles en la "vida real". Una de las razones de esto fue que nadie pudo idear un mecanismo de cómo se formarían realmente: se forma un agujero negro cuando una estrella colapsa, pero al revés de esto, un agujero negro que entra en erupción en una estrella parecería violar el principio. leyes de la entropía.
Una teoría diferente sugiere que los agujeros blancos no son gemelos de los agujeros negros, sino lo que le sucede a un agujero negro cuando muere, aunque sea por un momento muy, muy breve.
Sin embargo, el trabajo del físico Stephen Hawking demostró que los agujeros negros pueden, de hecho, emitir radiación térmica (radiación de Hawking) debido a la constante conversión de las fluctuaciones del vacío cuántico cerca del agujero negro en pares de partículas y antipartículas. La partícula positiva escapa, mientras que la antipartícula negativa cae, lo que hace que el agujero negro pierda masa. Con el tiempo, la radiación de Hawking reduce la masa y la energía de rotación de los agujeros negros y, en teoría, podría hacer que un agujero negro se evapore.
Sin embargo, esto plantea una serie de preguntas. Una de ellas es que, si un agujero negro puede evaporarse, ¿qué sucede con la información que se tragó? Según la relatividad general, esta información no se puede escapar y, según la mecánica cuántica, no se puede borrar. La respuesta, para algunos físicos teóricos, es que desaparece por un agujero de gusano y emerge de un agujero blanco.
Algunos físicos sugieren que una vez que un agujero negro se vuelve lo suficientemente pequeño, podría transformarse en un agujero blanco. Este agujero blanco, como Tardis, sería minúsculo en el exterior, pero el interior contendría gran parte de la información absorbida por el agujero negro, que luego emergería con el tiempo. Aún así, otros han sugerido que la explosión del Big Bang podría haber sido, de hecho, la aparición de información de un agujero blanco.
¿Existen los agujeros blancos?
Actualmente, no hay evidencia que apunte a la existencia de agujeros blancos en el universo. A partir de ahora, el agujero blanco es un concepto puramente teórico.
Lo más parecido que hemos visto a un posible avistamiento de un agujero blanco en el espacio provino de un artículo publicado en 2011. Los científicos especularon que el conocido estallido de rayos gamma GRB 060614 pueden ser los restos de un agujero blanco.
Aparte de eso, todo lo que hemos visto escrito sobre agujeros blancos es puramente teórico. A pesar de esto, algunos en la comunidad científica tienen la esperanza de que la existencia de agujeros blancos se demuestre eventualmente. Después de todo, Einstein publicó su Teoría general de la relatividad en 1915, que predijo la existencia de agujeros negros, pero fue en 1971 cuando se identificó realmente el primer agujero negro.
Si bien muchos científicos ven los agujeros blancos como un ejercicio puramente matemático, otros tienen la esperanza de que eventualmente podamos detectar este evento astrológico marcadamente raro. Aunque, es posible que no lo reconozcamos cuando lo hacemos. Stephen Hawking señaló que los agujeros blancos y los agujeros negros podrían comportarse de manera idéntica, haciéndolos virtualmente indistinguibles.
Gran parte de la incertidumbre con los agujeros blancos proviene de nuestra comprensión actual de la astrofísica. Se cree que los agujeros blancos, por naturaleza, son increíblemente inestables. No hay forma de que un evento cósmico que expulse tanta materia pueda sostenerse el tiempo suficiente para ser captado por el telescopio de un astrónomo.
Algunos especulan que cuando los agujeros blancos comienzan a expulsar materia, una vez que la materia expulsada choca con cualquier materia en órbita, el sistema colapsaría inmediatamente en un agujero negro, posiblemente creando un bucle infinito de agujeros blancos que se convertirían en agujeros negros y viceversa.
Gravedad del agujero blanco
Al igual que lo que sucede en el centro de la singularidad de un agujero negro requiere que uno amplíe su comprensión de la gravedad clásica, es posible que también sea necesario observar los agujeros blancos a través de una lente teórica especial para poder probarlos.
Lo más parecido a esto que hemos visto es la idea de la gravedad cuántica de bucles, actualmente una teoría lejana al margen de la física convencional.
De acuerdo con esta teoría, el espacio-tiempo, el concepto fundamental del innovador trabajo de Einstein sobre la relatividad, se compone de una serie de 'bucles' en su nivel fundamental que une todo en una red interminable de nodos. Estos bucles unen el espacio, entendido como bloques según esta teoría, y podrían evitar que las estrellas moribundas colapsen en puntos de densidad infinita, en lugar de retroceder y convertirse en agujeros blancos.
Si se demuestra que es posible el acercamiento de la gravedad cuántica de bucles a los agujeros blancos, muchas de las supernovas que los astrónomos han observado a lo largo de los años podrían convertirse en marcadores de la formación y muerte de un agujero blanco, al igual que algunas de las teorías en torno a GRB 060614.
