Los informes de la desaparición de la singularidad pueden haber sido prematuros.
A principios de este año, una nueva investigación sugirió una posible solución a uno de los aspectos más preocupantes de la física moderna: que las «singularidades» parecen existir en los corazones de los agujeros negros.
La idea de la singularidad ha existido desde agujeros negros Primero surgió de las soluciones a la teoría de la gravedad Magnum Opus de Albert Einstein, relatividad general, que se publicó en 1916. Representa el punto en el que la masa se vuelve infinitamente densa, tan concentrada que la curvatura del espacio-tiempo (la unificación de cuatro dimensiones del espacio y el tiempo) también se vuelve infinita.
Esto fue y sigue siendo algo preocupante, porque representa un desglose de las leyes de la física. Gracias a su singularidad central, los agujeros negros no obedecen las leyes de la física, incluso la relatividad general, la teoría que primero los describió. Esa es una paradoja que simplemente no servirá para muchos físicos, que están trabajando duro para eliminarlo al reventar el Singularidad central.
Uno de ellos es Robie Hennigar, investigadora de la Universidad de Durham en Inglaterra.
«La singularidad es la parte más misteriosa y problemática de un agujero negro. Es donde nuestros conceptos de espacio y tiempo literalmente ya no tienen sentido», dijo Hennigar a Space.com en marzo. «Si los agujeros negros no tienen singularidades, entonces son mucho más ordinarios».
Los agujeros negros no se quedan quietos para soluciones de singularidad
En un estudio publicado en febrero, Hennigar y sus colegas utilizaron una teoría efectiva que modificó el Einstein Ecuaciones de campo de relatividad general para que la gravedad se comporte de manera diferente cuando el espacio-tiempo es altamente curvo. Esto reemplaza la singularidad central con una región estática altamente deformada ubicada en el núcleo del agujero negro.
Desafortunadamente, esta receta de la gravedad no es al gusto de muchos científicos, incluido el físico teórico polaco Nikodem Poplawski de la Universidad de New Haven, quien le dijo a Space.com que tiene tres problemas principales con la teoría del equipo.
«En primer lugar, el equipo asume la existencia de cinco dimensiones, mientras que los experimentos y observaciones indican que vivimos en un Espacio de cuatro dimensiones«, Dijo Poplawski. Si bien muchas otras teorías que podrían explicar singularidades también dependen de dimensiones adicionales (teoría de cuerdas ¡Necesita al menos 11!), Aún no se ha presentado evidencia de tales dimensiones adicionales.
«En segundo lugar, en el modelo del equipo, el interior de un agujero negro es estático», continuó Poplawski, explicando que las ecuaciones de campo gravitacionales predicen que el espacio-tiempo dentro del límite exterior de un agujero negro, el agujero negro, el horizonte de eventosno puede ser estático.
«En tercer lugar, su modelo agrega a Hoc un número infinito de términos a las ecuaciones de campo, con el fin de eliminar una singularidad», agregó Poplawski. «Eso carece de una motivación física sólida, y es simplemente una exploración matemática de una teoría de la gravedad con dimensiones adicionales».
La teoría que elimina la singularidad difiere de una gran cantidad de otros intentos de resolver este tema, que toma la ruta de unir la relatividad general con la física cuántica, nuestra mejor teoría del universo en niveles subatómicos, intentando producir una teoría unificadora de la «gravedad cuántica». Sin embargo, eso no significa que esas teorías estén más cerca de responder al rompecabezas de singularidad.
Una de las teorías de unificación más favorecidas es la teoría de cuerdas, mencionada anteriormente, que reemplaza las partículas puntuales con cadenas vibrantes.
«El problema con la teoría de cuerdas es que requiere dimensiones adicionales, para las cuales no hay evidencia experimental», dijo Poplawski. «Además, hay muchas formas de teoría de cuerdas, por lo que sería imposible falsificarla. Otro problema es que muchas formas de teoría de cuerdas requieren la existencia de partículas supersimétricaspara lo cual no hay evidencia experimental. En consecuencia, la teoría de la cuerda no es una teoría física «.
Poplawski agregó que los intentos de eliminar las singularidades de los agujeros negros dentro de un marco de física clásica también han fallado o fallarán porque son completamente matemáticos y carecen de lo que él describe como «motivación física profunda». Por supuesto, eso no significa que no haya valor en explorar ideas, como lo ha hecho el equipo de desgarro de singularidad.
«Podría haber algún valor matemático para explorar ideas como esta», dijo Poplawski. «A veces, los físicos inventan nuevas técnicas matemáticas o encuentran soluciones a las ecuaciones que podrían usarse en otras ramas de la física».
Entonces, ¿Poplawski piensa que la humanidad podría descubrir lo que se encuentra dentro de un agujero negro y cerrar el libro sobre singularidades que rompe la física para siempre? Sí, pero con una advertencia.
«Creo que la humanidad descubrirá lo que se encuentra en el corazón de un agujero negro solo si cada agujero negro crea un nuevo universo y nuestro En consecuencia, el universo se creó en un agujero negro«, Dijo Poplawski, refiriéndose a una hipótesis en la que ha estado trabajando desde 2010.
«Si nuestro universo se creara en un agujero negro, su expansión temprana podría probarse con el fondo de microondas cósmico radiación, y posiblemente en el futuro, con neutrinos o olas gravitacionalesque podría investigar los tiempos anteriores del universo, «Poplawski continuó.» De lo contrario, no podríamos entender empíricamente lo que sucede dentro de un agujero negro «.
Llegar al fondo de este misterio puede ser increíblemente difícil, pero eso no significa que no debamos intentarlo. Poplawski citó el ejemplo de otro aspecto de la física que surgió de la teoría de la relatividad general y tomó una gran perseverancia para resolver: pequeñas ondas en el espacio-tiempo llamadas «ondas gravitacionales».
«Tomó 100 años detectar ondas gravitacionales en la Tierra después de que Einstein las predijo a partir de sus ecuaciones de relatividad general», dijo Poplawski. «Por lo tanto, puede pasar décadas antes de que descubramos qué sucede en los agujeros negros».
