Confirmada la ‘censura espacial’ que revela secretos de la gravedad cuántica
Los científicos han descubierto que dentro de los agujeros negros hay puntos muy extraños llamados singularidades, donde las reglas normales del espacio y el tiempo no funcionan. Un científico llamado Roger Penrose dijo en los años 60 que estos puntos siempre están escondidos detrás de una “pared” invisible llamada horizonte de sucesos.
Ahora, los científicos han hecho un modelo matemático que demuestra que esto es cierto, al menos para un tipo especial de agujero negro llamado agujero negro cuántico. Este modelo muestra que cuando la materia cuántica se encuentra con un agujero negro cuántico, se crea una “pared” que esconde la singularidad, así que nadie puede verla.
Los físicos han desarrollado un modelo innovador que proporciona una prueba matemática de que las singularidades dentro de los agujeros negros están ocultas a los observadores.
En la década de 1960, el físico y matemático británico Roger Penrose propuso el principio de “censura cósmica”, una hipótesis que sugiere que las singularidades (regiones del espacio-tiempo con fuerzas gravitacionales extremas) siempre están ocultas detrás del horizonte de sucesos de un agujero negro.
Las singularidades son puntos únicos en los que las leyes clásicas de la física, como la relatividad general, dejan de cumplirse. Aunque la descripción de Penrose de las singularidades de los agujeros negros goza de amplia aceptación, el principio de “censura cósmica” carecía de pruebas matemáticas, hasta ahora.
Hace cuatro años, Penrose recibió el Premio Nobel de Física por su trabajo pionero sobre las singularidades. Basándose en sus ideas, los investigadores han desarrollado un nuevo modelo, publicado en Physical Review Letters , que demuestra matemáticamente cómo las singularidades en los agujeros negros cuánticos permanecen ocultas.
Los autores del estudio creen que sus hallazgos podrían desentrañar antiguos misterios que rodean la gravedad cuántica, informa Interesting Engineering .
A diferencia de los agujeros negros regulares, que se forman cuando estrellas masivas colapsan en explosiones de supernovas, los agujeros negros cuánticos son objetos subatómicos teóricos que obedecen las leyes de la mecánica cuántica y la relatividad general.
Si bien se sabe que existen agujeros negros regulares en el espacio, los agujeros negros cuánticos aún no han sido observados y siguen siendo objeto de especulación. Algunos científicos plantean la hipótesis de que podrían crearse en aceleradores de partículas, como el Gran Colisionador de Hadrones.
Para explorar la naturaleza oculta de las singularidades, los físicos idearon un modelo que examina cómo la materia cuántica interactúa con los agujeros negros cuánticos. El modelo emplea la holografía gravitacional, una técnica que estudia la gravedad en condiciones extremas.
La holografía gravitacional sugiere que la información sobre un agujero negro está codificada en su límite u horizonte de eventos, de forma similar a cómo un holograma almacena datos tridimensionales en una imagen bidimensional.
El modelo revela que cuando la materia cuántica interactúa con la geometría espacio-temporal de un agujero negro cuántico, un efecto cuántico desencadena la formación de un horizonte de sucesos alrededor de la singularidad desnuda, ocultándola por completo a los observadores. Los investigadores han denominado a este fenómeno “censura cósmica” cuántica.
Si bien el nuevo modelo confirma el principio de “censura cósmica” para los agujeros negros cuánticos, la prueba matemática para los agujeros negros clásicos sigue siendo difícil de alcanzar. Sin embargo, los investigadores son optimistas respecto de que este avance cuántico allanará el camino para obtener resultados similares en la física clásica.
Los físicos creen que sus hallazgos marcan un paso crucial hacia la solución de los misterios de la gravedad cuántica, el marco teórico que busca unificar la mecánica cuántica y la relatividad general.
Una comprensión más profunda de las singularidades de los agujeros negros y del comportamiento de la “censura cósmica” bajo influencias cuánticas podría proporcionar conocimientos importantes sobre la estructura del universo.
