Miniagujeros negros podrían formar átomos gravitacionales

Es posible que los agujeros negros diminutos puedan capturar partículas a su alrededor, formando un equivalente gravitacional de los átomos

Hay una diferencia significativa entre los agujeros negros astrofísicos y los primordiales. Los primeros se forman cuando colapsan grandes estrellas para crear una región del espacio en la cual la gravedad es tan potente que nada puede escapar (de ahí que sean negros).

Y son enormes. Se cree que el que está situado en el centro de nuestra galaxia tiene aproximadamente 4 millones de veces la masa del Sol.

En cambio, los agujeros negros primordiales muy pequeños, con masas en el orden de las toneladas. Los astrofísicos creen que se debe haber formado gran cantidad de estos objetos durante el Big Bang. También se cree que los agujeros negros primordiales se evaporan más lentamente, desapareciendo al fin en un estallido de energéticos rayos gamma.

Sin embargo, nadie ha visto de manera concluyente el fin de un agujero negro primordial, dejando abierta la posibilidad de que esté ocurriendo algo más.

De modo que esta semana Pace VanDevender y Aaron VanDevender, de los Laboratorios Nacionales Sandia de EEUU, proponen una idea alternativa. Quizás los agujeros negros primordiales no se evaporen. En cambio, estos objetos interaccionan con las partículas cercanas para formar un equivalente gravitacional de los átomos.

Es una idea interesante (y ciertamente no más loca que las que normalmente manejan los cosmólogos). Normalmente, la gravedad es tan débil que en efecto se puede ignorar a la escala de los átomos. Pero este no es el caso para los miniagujeros negros, que deben generar fuerzas capaces de atrapar átomos y ponerlos en órbita a su alrededor.

Lo que de inmediato genera el gran miedo asociado con los agujeros negros: Que consumen toda la materia que se les cruza mientras crecen rápidamente para convertirse en monstruos devoradores de planetas. ¿No absorberían estos mini agujeros negros todo átomo cercano y lo llevaría al olvido?

Los VanDevenders dicen que es improbable. Y ofrecen una manera bastante convincente de explicar por qué. Su argumento es similar al que usaron Planck y otros para desarrollar la teoría del átomo a principios del siglo pasado.

El problema en ese momento era que, en las teorías clásicas, un electrón que orbita a un átomo debería caer en espiral al girar alrededor del núcleo. Por lo que, en teoría, los átomos no deberían existir.

La nueva teoría de la mecánica cuántica resolvió esto introduciendo la idea de la cuantización, en la que la probabilidad de que un electrón sea absorbido por el núcleo no es imposible, pero es extremadamente pequeña.

Los VanDevenders dicen que debería darse una situación similar para los agujeros negros primordiales, dado que son suficientemente pequeños. Estos objetos deben tener un campo gravitatorio lo bastante potente como para atraer objetos, tales como átomos neutros, y ponerlos en órbita a su alrededor. Pero también deben tener un radio tan pequeño que las posibilidades de que un átomo orbitante se encuentre con el agujero negro son ridículamente pequeñas.

Los VanDevenders dicen que esto debería darse para los agujeros negros con una masa significativamente menor de unos pocos cientos de miles de millones de kilogramos. Y prosiguen dando un estudio detallado de algunas de las propiedades de estos átomos gravitatorios.

Por ejemplo, algunos agujeros negros serán tan pequeños que la energía térmica de las partículas cercanas superará con facilidad la atracción gravitatoria. Estos agujeros negros dispersarán materia, pero no pueden unirla en capas. Al parecer, los agujeros negros que podrían haberse formando en experimentos como el LHC entran dentro de esta categoría.

Los miniagujeros negros más grandes, de aproximadamente 10 a 1.000 toneladas, en cambio, pueden atrapar átomos neutros y por lo tanto deberían estar rodeados de capas de átomos tales como silicio o hierro.

Estos objetos deberían ser detectables cuando impactan con la Tierra. Los VanDevenders calculan que un átomo gravitatorio así se vería despojado de sus átomos orbitantes al pasar a través de la Tierra, creando emisiones de radiofrecuencia.

“Por tanto, una búsqueda de señales electromagnéticas procedentes de los átomos equivalentes gravitatorios se debería centrar en fuentes de movimiento rápido no identificadas de radiofrecuencias en el espacio alrededor de la Tierra”, comentan.

Esto es algo que podrían buscar ahora con relativa facilidad. Puede haber ya, incluso, datos que podrían poner límite a la posibilidad de que existan los átomos gravitatorios.

Es probable que valga la pena que alguien le eche un vistazo.

Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti


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