Segons un estudi publicat per investigadors de l'Institut de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) en la revista Classical and Quàntum Gravity, la matèria podria sobreviure a la seua incursió en un forat negre. Els físics proposen analitzar la singularitat d'aquests objectes com si es tractara d'una imperfecció en l'estructura geomètrica de l'espai-temps. La seua interpretació resol el problema de l'infinit en el centre del forat negre.
Un dels grans problemes a l’hora d’estudiar un forat negre és que les lleis de la física deixen de tenir sentit en les seues regions més profundes. Aqueix lloc, en el qual es concentren grans quantitats de massa i energia, rep el nom de "singularitat", i en ell l'espai-temps es corba fins a l'infinit destruint tota la matèria. O tal vegada no. Segons un estudi publicat per investigadors de l'Institut de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) en la revista Classical and Quàntum Gravity, la matèria podria sobreviure a la seua incursió en un forat negre. Els físics proposen analitzar la singularitat d'aquests objectes com si es tractara d'una imperfecció en l'estructura geomètrica de l'espai-temps. La seua interpretació resol el problema de l'infinit en el centre del forat negre.
“Els forats negres són un laboratori teòric per a provar noves idees sobre la gravetat”, sosté Gonzalo Olmo, investigador Ramón y Cajal de la Universitat de València (UV) à l’IFIC. Al costat de Diego Rubiera, de la Universitat de Lisboa, i d’Antonio Sánchez, doctorant a la Universitat, Olmo analitza els forats negres utilitzant teories més enllà de la Relativitat General (la teoria d'Einstein que descriu la gravetat i prediu l'existència d'aquests objectes). Aquest enfocament aplica estructures geomètriques similars a les d'un cristall o una làmina de grafè, diferents a les usades tradicionalment en aquest camp.
Segons Olmo, aquest tipus de geometries s'adapta millor al que succeeix en un forat negre. “Igual que els cristalls tenen defectes i imperfeccions en la seua estructura microscòpica, la zona central d'un forat negre es pot interpretar com una anomalia de l'espai-temps, la qual cosa requereix nous elements geomètrics per a poder donar una descripció més precisa. Explorem totes les opcions possibles i ens inspirem en fets observats en la naturalesa”, justifica.
En unir la gravetat amb aquest tipus de geometries, els investigadors obtenen una descripció dels forats negres on el punt central es converteix en una superfície esfèrica d'àrea mínima. Aqueixa superfície la interpreten com l'existència d'un forat de cuc dins del propi forat negre. “La nostra teoria resol de manera natural diversos problemes en la interpretació de forats negres amb càrrega elèctrica”, explica l'investigador. “D'una banda, resolem el problema de la singularitat, ja que existeix una porta en el centre del forat negre, el forat de cuc, per la qual espai i temps poden continuar”.
Els investigadors treballen amb un dels tipus més senzills de forat negre, que no gira però té càrrega elèctrica. El forat de cuc que prediuen les equacions en el seu centre és més xicotet que un nucli atòmic, però és major com més gran és la càrrega que emmagatzema el forat negre. Així, un hipotètic viatger que entrara en un forat negre d'aquest tipus patiria un fortíssim estirament en acostar-se al centre que li donaria un aspecte similar a un espagueti i li permetria entrar en el forat de cuc. A l'eixida seria compactat de nou.
Vistes des de fora, aquestes forces d'estirament i compactació semblarien infinites, però el propi viatger, en viure-ho en primera persona, ‘solament’ experimentaria forces extremadament intenses sense arribar a ser infinites. És improbable que el protagonista de Interstellar poguera sobreviure a un viatge així, però, segons el model proposat pels investigadors de l’IFIC, la matèria no acabaria perduda dins de la singularitat del forat negre, sinó que seria expulsada a una altra regió de l'univers pel forat de cuc del seu centre.
Un altre problema que es resol amb aquesta interpretació, segons Olmo, és la necessitat d'usar fonts d'energia ‘exòtiques’ per a generar forats de cuc. En la teoria de la gravetat d'Einstein, aquestes “portes” solament apareixen en presència de matèria amb propietats inusuals (una pressió o densitat d'energia negatives) que mai ha sigut observada. “En la nostra teoria, els forats de cuc apareixen a partir de matèria i energia ordinàries, com pot ser un camp elèctric”, assegura l'investigador de l’IFIC.
L'interés en els forats de cuc per a la física teòrica va més enllà de generar “túnels” en l'espai-temps per a connectar dos llocs de l'Univers. També ajudarien a explicar fenòmens com l'entrellaçament quàntic o la naturalesa de les partícules elementals. Gràcies a aquesta nova interpretació, l'existència d'aquests objectes podria ser una mica més d'aquest Univers i una mica menys de ciència-ficció.
Més informació:
“Impact of curvature divergences on physical observers in a wormhole space–time with horizons”, Gonzalo J. Olmo, D. Rubiera-Garcia and A. Sanchez-Puente. Classical and Quantum Gravity, Volume 33, Number 11.
“Wormholes can fix black holes”, Gonzalo J. Olmo, D. Rubiera-Garcia and A. Sanchez-Puente.
https://cqgplus.com/2016/06/08/insight-wormholes-can-fix-black-holes/
Data d'actualització: 28 de de juliol de 2016 09:29.
Llista de notícies
