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Los agujeros negros podrían ser estrellas oscuras con ‘corazones de Planck’

Los agujeros negros, esos monstruos gravitacionales llamados así porque ninguna luz puede escapar de sus garras, son, con mucho, los objetos más misteriosos del universo. 

Pero una nueva teoría propone que los agujeros negros pueden no ser negros en absoluto. Según un nuevo estudio, estos agujeros negros pueden ser estrellas oscuras que albergan una física exótica en su núcleo. Esta misteriosa nueva física puede hacer que estas estrellas oscuras emitan un extraño tipo de radiación; esa radiación, a su vez, podría explicar toda la misteriosa materia oscura del universo, que tira de todo pero no emite luz. 

Estrellas oscuras

Gracias a la teoría de la relatividad general de Einstein, que describe cómo la materia deforma el espacio-tiempo, sabemos que algunas estrellas masivas pueden colapsar sobre sí mismas hasta tal punto que siguen colapsando, encogiéndose hasta convertirse en un punto infinitamente diminuto: una singularidad.

Una vez que se forma la singularidad, se rodea con un horizonte de eventos. Esta es la última calle de un solo sentido del universo. En el horizonte de sucesos, la atracción gravitacional del agujero negro es tan fuerte que, para salir, tendrías que viajar más rápido que la luz. Dado que viajar más rápido que la velocidad de la luz está absolutamente prohibido, cualquier cosa que cruce el umbral está condenado para siempre.

Por lo tanto, un agujero negro.

Estas declaraciones simples pero sorprendentes se han mantenido durante décadas de observaciones. Los astrónomos han observado cómo la atmósfera de una estrella es absorbida por un agujero negro. Han visto estrellas orbitando agujeros negros. Los físicos de la Tierra han escuchado las ondas gravitacionales emitidas cuando chocan los agujeros negros. Incluso hemos tomado una fotografía de la “sombra” de un agujero negro, el agujero que excava con el resplandor del gas circundante.

Y, sin embargo, los misterios permanecen en el corazón mismo de la ciencia de los agujeros negros. La misma propiedad que define un agujero negro, la singularidad, parece ser físicamente imposible, porque la materia en realidad no puede colapsar hasta un punto infinitamente diminuto. 

Motores Planck

Eso significa que la comprensión actual de los agujeros negros eventualmente deberá actualizarse o reemplazarse con algo más que pueda explicar qué hay en el centro de un agujero negro. 

Pero eso no impide que los físicos lo intenten.

Una teoría de las singularidades de los agujeros negros reemplaza esos puntos infinitamente diminutos de materia infinitamente comprimida con algo mucho más agradable: un punto increíblemente diminuto de materia increíblemente comprimida . Esto se llama núcleo de Planck, porque la idea teoriza que la materia dentro de un agujero negro está comprimida hasta la escala más pequeña posible, la longitud de Planck, que es 1,6 * 10 ^ menos 35 metros.

Eso es … pequeño.

Con un núcleo de Planck, que no sería una singularidad, un agujero negro ya no albergaría un horizonte de eventos; no habría ningún lugar donde la atracción gravitacional exceda la velocidad de la luz. Pero para los observadores externos, la atracción gravitacional sería tan fuerte que se vería y actuaría como un horizonte de eventos. Solo las observaciones extremadamente sensibles, para las que aún no tenemos la tecnología, podrían notar la diferencia.

Materia oscura

Los problemas radicales requieren soluciones radicales, por lo que reemplazar “singularidad” por “núcleo de Planck” no es tan descabellado, aunque la teoría es apenas más que un leve bosquejo de un esquema, uno sin la física o las matemáticas para describir con seguridad ese tipo de ambiente. En otras palabras, los núcleos de Planck son el equivalente físico de las ideas de escupir.

Eso es algo útil, porque las singularidades necesitan un pensamiento serio y listo para usar. Y podría haber algunos efectos secundarios adicionales. Como, por ejemplo, explicar el misterio de la materia oscura.

La materia oscura constituye el 85% de la masa del universo y, sin embargo, nunca interactúa con la luz. Solo podemos determinar su existencia a través de sus efectos gravitacionales sobre la materia luminosa normal. Por ejemplo, podemos observar las estrellas orbitando los centros de las galaxias y usar sus velocidades orbitales para calcular la cantidad total de masa en esas galaxias.

En un nuevo artículo, enviado el 15 de febrero a la base de datos de preimpresiones arXiv, el físico Igor Nikitin del Instituto Fraunhofer de Algoritmos Científicos y Computación en Alemania toma la idea de la “singularidad radical” y la pone a un nivel superior. Según el documento, los núcleos de Planck pueden emitir partículas (debido a que no hay un horizonte de eventos, estos agujeros negros no son completamente negros). Esas partículas pueden resultar familiares o algo nuevo.

Quizás, serían alguna forma de partícula que podría explicar la materia oscura. Si los agujeros negros son realmente estrellas de Planck, escribió Nikitin, y emiten constantemente una corriente de materia oscura, podrían explicar los movimientos de las estrellas dentro de las galaxias.

su idea probablemente no resistirá un mayor escrutinio (hay mucha más evidencia de la existencia de materia oscura que solo su efecto sobre el movimiento de las estrellas). Pero es un gran ejemplo de cómo debemos proponer tantas ideas como sea posible para explicar los agujeros negros, porque nunca sabemos qué vínculos puede haber con otros misterios sin resolver en el universo.  

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