Devoran y “espaguetizan” todo lo que se cruza en su camino, incluida la luz. Son densos, tan densos que su densidad ni siquiera tiene un valor finito, sino que diverge en lo que los científicos llaman una «singularidad», un punto en el que las magnitudes escapan al infinito y las leyes «normales» de la física dejan de aplicarse. aplicar. En resumen: se mire por donde se mire, agujeros negros Son una entidad compleja y misteriosa, que la física moderna aún no ha podido comprender y describir excepto mediante hipótesis más o menos verificables. La última y fascinante teoría sobre la naturaleza de los agujeros negros proviene de un estudio publicado recientemente en la revista Revisión física Drealizado por un grupo de científicos del Universidad Ben Gurión de Israel, y postula que los agujeros negros podrían en realidad ser un extraño objeto cuántico que puede describirse como una «estrella congelada». Si esto fuera cierto (el término hipotético es un dicho, porque de momento es una hipótesis interesante y nada más), resolvería repentinamente algunos de los problemas y paradojas asociados a los modelos ‘tradicionales’ de agujeros negros, entre ellos, precisamente, la presencia de una singularidad y la llamada La paradoja de Hawkingpropuesto por primera vez por el físico británico a mediados de los años 70 y todavía sin resolver en este momento.
Singularidad y destrucción de la información.
Antes de examinar la hipótesis que acabamos de proponer, detengámonos un momento en los dos problemas que mencionamos. El primero, el del singularidad, Es una cuestión que no gusta nada a los físicos, una brecha irresoluble entre teoría y evidencia. Las ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Albert Einsteinque describen el comportamiento de la gravedad, predicen con gran precisión la geometría del espacio-tiempo debido a la presencia de masas que lo deforman, pero cuando se «llevan al límite», es decir, cuando se trata de la presencia de masas que deformarlo, no sabemos cómo tratar la geometría del espacio-tiempo. Es decir, cuando son de masas suficientemente elevadas, dan lugar a un colapso gravitacional que tiende a concentrar el espacio-tiempo en un único punto, con una curvatura y densidad infinitas, cuyo límite se denomina «horizonte de sucesos» (un agujero negro , para ser precisos). El problema es que el concepto de «infinito» es puramente matemático, ya que nada verdaderamente infinito puede existir en la naturaleza: Por eso los científicos llevan tiempo buscando una teoría alternativa para devolver los infinitos a su lugar. La paradoja de Hawking Es aún más complejo y surgió cuando el físico británico intentó «incorporar» la mecánica cuántica en los modelos de agujeros negros. Sus cálculos demostraron que, precisamente debido a efectos cuánticos, ocasionalmente algunas partículas podrían escapar del horizonte de sucesos, lo que provocaría una pérdida muy lenta (pero constante) de energía, en forma de radiación, por parte del agujero negro, dando lugar a su evaporación después de (mucho) tiempo. La paradoja surge cuando se considera que esta radiación no lleva ninguna información sobre la materia que originalmente formó el agujero negro: y por tanto, si se evaporara, la información sobre su naturaleza se perdería para siempre, lo que va en contradicción con el principio de Mecánica cuántica que postula que la información no se puede destruir. Por esta razón, el paradoja halcón También se le llama “paradoja de la pérdida de información”.
¿Agujeros negros? No, estrellas congeladas
El modelo de la «estrella congelada», según los científicos que lo propusieron, resolvería ambos problemas que acabamos de describir sin dejar de ofrecer una descripción de los agujeros negros compatible con la evidencia experimental. «Las estrellas congeladas son objetos muy similares a los agujeros negros», explica a Ciencia viva Ram Brusteinuno de los autores del artículo publicado recientemente, «pero sin todas sus características ‘inconvenientes’, como la singularidad y el horizonte de sucesos. Si realmente existieran y fueran agujeros negros, la teoría de la relatividad general de Albert Einstein tendría que modificarse en consecuencia . de manera significativa y fundamental». El modelo, por supuesto, es muy complejo y técnico: simplificando mucho, los autores han imaginado objetos muy compactos compuestos de materia ultrarrígida (congelada, para ser precisos) con propiedades inspiradas en teoría de cuerdas (una teoría que intenta conciliar la mecánica cuántica y la relatividad general) que parecen ser excelentes candidatos para desempeñar el papel de los agujeros negros. «Hemos demostrado», afirma Brustein, «que estas estrellas congeladas se comportan como absorbentes casi perfectos, aunque carecen de horizonte de sucesos, y también son capaces de emitir ondas gravitacionales. Pueden absorber casi cualquier cosa que se les acerque, al igual que los agujeros». Los agujeros negros, tienen la misma geometría externa predicha por los modelos «convencionales» de agujeros negros e incluso reproducen sus propiedades termodinámicas.
A la prueba experimental
Como decíamos al principio, de momento todo esto no es más que Una bonita hipótesis o poco más. Primero tendremos que imaginar, y luego posiblemente realizar, experimentos y observaciones para comprender si el modelo de estrella congelada podría funcionar. Los posibles candidatos para discriminar entre los modelos «convencionales» y el modelo de estrella congelada son ondas gravitacionaleslo que podría proporcionar información sobre la estructura interna de las estrellas congeladas. «Todavía tenemos que estudiar cuál podría ser la estructura interna de estos objetos», concluye el científico, «y en qué se diferenciaría de la de otros objetos cósmicos como las estrellas de neutrones, pero en principio es posible». «Una posible confirmación de cualquiera de las predicciones del modelo de estrella congelada tendría un impacto revolucionario en la física».
Artículo publicado originalmente en CABLEADO Italia. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.