12/May/09

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Olvide los agujeros negros, busquemos anillos negros

Los agujeros negros son tan extremos como ninguna otra cosa. Cuando una estructura enorme ya no puede soportar su propia gravedad, colapsará en un punto conocido como una singularidad. Por ejemplo, una estrella masiva después de haberse convertido en supernova puede dejar una de estas singularidades detrás, un vestigio de la muerte de la estrella masiva, absorbiendo cualquier materia local en un viaje de ida a las tripas del espacio-tiempo

En cierto punto, cuando la misma luz sucumbe a la gravedad del agujero negro, se forma un horizonte del evento, más allá del cual se rompe la física universal; no tenemos ni la menor idea sobre qué hay dentro del Horizonte de Sucesos. Todo lo que sabemos es que nadie quiere caer en uno porque sería estirado como un espagueti. La forma de espagueti se debe las fuerzas extremas de marea (y cuando digo extremo, quiero decir tan extremo nada más puede serlo) entre su cabeza y los dedos del pie.

De modo que el mensaje es: No juegue con agujeros negros, sólo puede terminar en lágrimas.

Ahora que la conferencia de Salud & Seguridad de Agujero Negro ha terminado, es tiempo de hablar de los "anillos negros". Bajo ciertas condiciones, los agujeros negros pueden no ser las singularidades matemáticas que una vez conocimos y (pensábamos) comprender.

En una publicación reciente de Masashi Kimura de la Universidad de la Ciudad de Osaka en Japón, la idea del anillo negro es explorada en el espacio de 5 dimensiones. En el espacio-tiempo que conocemos y amamos hay tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal. Somos criaturas de cuatro dimensiones. Cuando llegó la teoría de cuerdas en los '80 realmente empezamos a apreciar que podría haber más que las cuatro dimensiones donde vivimos.

Antes, los cosmólogos habían considerado la idea de que los anillos negros podían existir en nuestro espacio-tiempo de 4D. Sin embargo, el gran problema viene cuando se trata de comprender cómo mantienen la forma estas estructuras; ¿deberían con seguridad simplemente colapsar y formar un agujero negro regular? En realidad, depende de qué tan grandes son y cómo se equilibran las fuerzas opuestas.

Mientras el universo está expandiéndose, se cree que los anillos negros podrían existir si son de una escala similar a la constante cosmológica (esta constante fue obtenida por Einstein para explicar un universo "plano", pero después se descubrió que la constante era requerida para caracterizar la expansión universal como observó Edwin Hubble en 1929). Si existe un anillo negro en el espacio-tiempo de 4D, su colapso gravitatorio sería contrarrestado por la expansión del espacio-tiempo (como la caracteriza la constante cosmológica).

La única analogía con que puedo relacionarlos en el mundo terrestre son los anillos burbuja (similar a anillos de humo). Cuando está bajo el agua, una burbuja subirá a la superficie. Sin embargo, bajo la limitación de la tensión superficial, la burbuja tomará la forma más pequeña posible. Cuando se produce un anillo burbuja, tiene que haber un equilibrio entre la tensión superficial y un vórtice. La tensión superficial empuja hacia adentro, mientras que el vórtice mantiene la forma de anillo burbuja, empujando hacia fuera.

En el caso del anillo negro, la gravedad está tirando hacia dentro, mientras que la expansión de espacio-tiempo la está contrarrestando, empujando hacia afuera. En esta situación, en un universo en expansión, podría haber ejemplos perdurables de anillos negros ahí afuera.

En la investigación de Kimura, no sólo los anillos negros son una posibilidad sino que podría haber varias formas complejas diferentes que podrían formarse cuando se consideran estas dimensiones adicionales. Cuando el universo era joven, los anillos negros múltiples e interactivos pueden haber sido posibles, uniéndose al final para formar agujeros negros.

Aunque esta investigación es muy interesante, es difícil imaginar cómo podríamos observar estos anillos negros de dimensiones más altas. ¿Los veríamos como una singularidad (por ejemplo, un agujero negro) en nuestro espacio-tiempo de 4D? ¿O incluso serían no-observables para seres de dimensiones más bajas como nosotros mismos?

Fuente: Astro Engine. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard