En el corazón de un agujero negro, la famosa singularidad, las leyes de la física que gobiernan el cosmos deja de funcionar. O, al menos, eso respalda la relatividad general. Durante años, los teóricos han argumentado si esa “zona prohibida” realmente existe y ha imaginado modelos libres de singularidades. Un nuevo estudio, publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) y coordinado por el Instituto de Física Fundamental del Universo (IFPU) de Trieste, revisa el estado del asunto, describe dos alternativas de agujeros negros sin singularidad y dibuja un mapa de pistas que podrían conducir, un día, a una teoría de la severidad cuantía.
¿Qué entendemos por singularidad?
La relatividad general de Einstein permite la existencia de agujeros negros y establece que cualquier objeto que cruza el horizonte de los eventos termina aplastados en la singularidad, el punto central, donde las ecuaciones dejan de tener sentido. Si esa singularidad fuera real y no una “solución matemática extraña”, implicaría que la relatividad falla en condiciones extremas. Hemos reunido abundantes pruebas de agujeros negros (la primera detección de ondas gravitacionales en 2015 y las imágenes del telescopio de eventos Horizon en 2019 y 2022), pero ninguno aclara lo que está en el centro. Para la comunidad científica, la singularidad es hoy una “bandera blanca”: reconocemos que no sabemos qué sucede.
Las bombas de agujeros negros están más cerca gracias a un nuevo experimento, pero no son lo que piensas
Estos físicos afirman que han probado la amplificación de las ondas a través de un cilindro con mecanismo de rotación, que es el concepto fundamental de la bomba de agujeros negros.
El misterio en el núcleo y los modelos alternativos
Solo podemos describir la física de un agujero negro a una distancia desde su centro. Para ir más allá, la lógica indica que la gravedad debería manifestar los efectos cuánticos capaces de “sanar” singularidad. Este cambio de paradigma conduce, naturalmente, a modelos de agujeros negros desprovistos de singularidad, precisamente los analizados por el nuevo estudio.
-Los autores distinguen a tres familias principales:
- Agujero negro estándar: El clásico de la relatividad, con singularidad y horizonte de eventos.
- Agujero negro regular: conserva el horizonte, pero elimina la singularidad.
- Imitador de agujeros negros (mimetista): Imito externamente al agujero negro, pero carece de singularidad y horizonte.
El artículo explica cómo se podrían formar estos objetos, cómo podrían transformarse entre sí y qué huellas les darían frente a un agujero negro “tradicional”. “Ni los agujeros negros regulares ni los imitadores son idénticos al modelo estándar, ni siquiera fuera del horizonte”, dice Stefano Liberati, director de IFPU y co -autor de trabajo. “Observar estas regiones puede decirnos, incluso si es indirectamente, cómo es su estructura interna”.
Qué buscar en las próximas campañas de observación
Para desenmascarar estos candidatos, las pequeñas desviaciones deberán medirse con respecto a las predicciones de Einstein, combinando instrumentos cada vez más sensibles y diferentes canales de información. Las observaciones deben centrarse principalmente en:
- Anillos de sombra y luz: Event Horizon Telescope podría capturar patrones curvos más intrincados de lo esperado en torno a un imitador.
- Olas gravitacionales: Ciertos ecos en la señal darían geometrías internas que no encajan con la relatividad clásica.
- Radiación térmica: Si el objeto no tiene horizonte, su superficie debe emitir calor detectable, una señal imposible en el modelo estándar.
Los autores concluyen que estas pruebas ofrecerán pistas decisivas para unir la relatividad general (que describe lo muy grande) con la mecánica cuántica (que gobierna el pequeño). “Se abre un período emocionante para la gravitación”, celebra Liberati. “Tenemos un vasto prado ante nuestros ojos sin explorar”.
Artículo publicado originalmente en Wired Italia, adaptado por Manuel de León.
