Los agujeros negros podrían albergar sus propios universos

Cuando la materia es absorbida por un agujero negro, esta podría caer en otro universo contenido en el agujero negro, o quedar atrapada dentro de una conexión similar a un agujero de gusano hacia otro segundo agujero negro, sugiere un nuevo estudio.

Lo que hay dentro de un agujero negro es uno de los mayores misterios de la física. La teoría que predijo los agujeros negros por primera vez —la relatividad general— dice que toda la materia dentro de ellos queda aplastada en un punto central de densidad infinita conocido como singularidad. Pero entonces, "las cosas se vienen abajo matemáticamente", dice Christian Böhmer del University College de Londres, en el Reino unido. "Nos gustaría ver eliminada la singularidad"

Muchos investigadores creen que algún nuevo tipo de teoría dominante que unifique la gravedad y los efectos cuánticos resolverá el problema. La Teoría de Cuerdas es una de las alternativas más populares. MWC 147 tiene menos de medio millón de años de antigüedad. Si se asocia la edad media de 4600 millones de años de nuestro Sol con una persona de unos cuarenta años, MWC 147 será un bebé de un día.

Los agujeros negros podrían contener universos completos dentro de ellos, de acuerdo con una teoría conocida como Gravedad Cuántica de Bucles (Ilustración: XMM-Newton/ESA/NASA)

Pero Böhmer y su colega Kevin Vandersloot de la Universidad de Portsmouth en el Reino Unido usaron una aproximación rival conocida como Gravedad Cuántica de Bucles, la cual define el espacio-tiempo como una red de vínculos abstractos que conectan diminutos trozos de espacio.

La Gravedad Cuántica de Bucles se ha usado anteriormente para abordar la singularidad que parece haber ocurrido en el origen de nuestro universo. Esto sugiere que en lugar de un Big Bang, un universo anterior podría haber colapsado y explotado de nuevo en un "Gran Rebote" (Big Bounce).

Extravagantes soluciones

Una repulsión similar apareció cuando la aproximación cuántica de bucles se aplicó previamente al interior de una agujero negro con propiedades particulares. Esos estudios sugieren que existe un límite de repulsión que evita que la materia se agrupe en la singularidad.

Pero Böhmer y Vandersloot querían ver qué sucedía si aplicaban Gravedad Cuántica de Bucles a los agujeros negros en general. Debido a que las ecuaciones de la Gravedad Cuántica de Bucles no pueden resolverse con exactitud para el interior de cada agujero negro, los investigadores usaron ordenadores para aproximar lo que sucedería a la materia que cae.

"Quedamos sorprendidos por lo resultados", dice Böhmer. "En lugar de un límite alrededor de la singularidad, obtuvimos otros dos tipos de soluciones —ambas extrañas— que reemplazaban a la singularidad".

Böhmer se dio cuenta que un conjunto de respuestas se parecían al conocido como "universo Nariai" —un modelo matemático de un universo permitido por la relatividad general en el cual el universo se expande sólo en una dirección espacial. (Nuestro universo observado parece ser un "espacio de Sitter" dado que se expande en las tres dimensiones, por lo que las galaxias distantes se mueven alejándose de nosotros no importa hacia dónde se mire en el cielo).

Universo infinito

"El interior se convierte en un propio universo", dice Böhmer. En lugar de materia cayendo en el interior de una singularidad, viajaría para siempre en este universo Nariai, el cual experimentaría como infinito en tamaño —incluso aunque encaja dentro del tamaño finito del agujero negro.

El otro conjunto de soluciones parecen ser una conexión similar a un túnel entre dos bocas de agujeros negros. El túnel es una reminiscencia de un agujero de gusano, una característica hipotética del espacio-tiempo que conecta dos puntos lejanos a través de un atajo. En este caso no está claro aún qué sucedería con la materia del interior, pero podría oscilar adelante y atrás de las dos bocas de los agujeros negros.

El nuevo estudio es un "paso adelante significativo", dice Carlo Rovelli del Centro para Física Teórica en Marsella, Francia.

Inherentemente inestable

"La idea de aplicar Gravedad Cuántica de Bucles para resolver la singularidad de un agujero negro comenzó hace tiempo", dijo a New Scientist. "Pero ahora está alcanzando su grado de madurez, donde se puede calcular de forma concreta cuánto espacio-tiempo cuántico podríamos ver en el centro de un agujero negro".

Pero un científico con el que contactó New Scientist y que no quiso que se le citara por su nombre dice que el nuevo trabajo en realidad no puede eliminar el problema de las singularidades en los agujeros negros. Dice que un universo Nariai es inherentemente inestable, por lo que finalmente colapsaría o se convertiría en un universo de Sitter —el cual podría albergar agujeros negros.

Si esto es así, entonces los agujeros negros podrían contener sus propios universos, pero esos universos podrían contener sus propios agujeros negros, los cuales a su vez contener sus universos…en un bucle infinito.

Fuente: Astroseti
Traductor al español: Manuel Hermán Capitán