No hay singularidades desnudas

Simulación por ordenador que muestra que dos agujeros negros de igual masa colisionando a la velocidad de la luz – un escenario extremo — forman un nuevo agujero negro y liberan energía en forma de ondas gravitatorias. Crédito: Sperhake et al. VIDEO

Incluso las fusiones de alta velocidad mantienen un horizonte de eventos.

No importa lo mucho que intentes empujar sus límites, los agujeros negros siempre parecen conservar su modestia. Los indiscretos astrofísicos han simulado las colisiones más violentas de agujeros negros, y han descubierto que el agujero negro resultante aún tiene un horizonte de eventos — la superficie a través de la cual ni siquiera la luz puede escapar y que oculta el interior del agujero negro.

Un equipo internacional de investigadores ha creado una simulación por ordenador de lo que ellos llaman la colisión más violenta imaginable: dos agujeros negros de la misma masa impactando entre sí en una colisión frontal, moviéndose a casi la velocidad de la luz.

Estudios anteriores han sugerido que cuando los agujeros negros colisionan, se fusionan en un agujero negro mayor, irradiando enormes cantidades de energía en forman de ondas gravitatorias — ondas en la misma forma del espacio — que viajan a la velocidad de la luz. Los resultados de este estudio no fueron una excepción. Pero las extremas velocidades de los agujeros negros que simuló el equipo llevó a unas ondas con una energía sin precedentes. Hasta el 14 por ciento de la masa de los agujeros negros, en lugar de sólo unos pocos puntos porcentuales, se convirtieron en ondas gravitatorias, según informa en equipo en un próximo ejemplar de la revista Physical Review Letters.

Las simulaciones también muestran que el agujero negro resultante confirmó una antigua conjetura, a menudo atribuida a Roger Penrose de la Universidad de Oxford en Inglaterra y conocida como la hipótesis de la censura cósmica.

Los físicos creen que en el centro de cada agujero negro existe una singularidad, una región donde el espacio se curva tanto que las leyes conocidas de la física dejan de aplicarse, incluyendo la relatividad general, la teoría de la gravedad de Albert Einstein. Pero el horizonte de eventos  del agujero negro evita que la singularidad interactúe con el mundo exterior.

Matemáticamente, las singularidades “desnudas”, o aquellas sin horizonte de eventos, pueden existir, pero los físicos no sabían cómo se formaban. Todos los mecanismos conocidos de formación de singularidades también crean un horizonte de eventos, y Penrose conjeturó que debía existir algún principio físico — un “censor cósmico” — que evite las singularidades desnudas, explica el coautor Emanuele Berti del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. “Esperamos que sea cierto”, dice sobre la hipótesis de la censura cósmica, “dado que básicamente oculta los fallos de la relatividad general tras el horizonte de eventos”.

El escenario que Berti y sus colegas simularon, según admitieron ellos mismos, era poco realista debido a que los agujeros negros reales no viajarían tan cerca de la velocidad de la luz. Pero incluso en una condiciones tan extremas, el horizonte de eventos que los cubría no se perdió.

Greg Cook de la Universidad de Wake Forest en Winston-Salem, Carolina del Norte, dice que los resultados son interesantes, pero aún quedan muchas preguntas. ¿Qué sucede, por ejemplo, cuando los agujeros negros ultrarrápidos que colisionan tienen masas distintas, o si están girando rápidamente?

El coautor Ulrich Sperhake, ahora en Caltech, dice que este y otros equipos están intentando generar singularidades desnudas, pero duda que existan en realidad. “si me pregutnas, ‘¿En quién apostarías tus siguientes dos sueldos?’ Apostaría a que Penrose estaba en lo cierto”.


Autor: Davide Castelvecchi
Fecha Original: 3 de octubre de 2008
Enlace Original

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Comments (8)

  1. Tritio

    Esos agujeros negros, se supone que son de los de mayor masa conocida ¿No?.

  2. Leviatán

    Kanijo, la traducción es correcta ( pregunto ) ?
    “Pero el agujero negro del horizonte de eventos evita …”

    But a black hole’s event horizon prevents …
    no sería algo así como : “Pero el horizonte de eventos/sucesos del agujero negro evita …”

    saludos!!

  3. Siempre me ha preocupado que las simulaciones y los modelos se trasladen de su mundo virtual al mundo real sin mayores precauciones. Del tema tratado aquí no se gran cosa pero el problema es general: se hace una simulación en un ordenador y frecuentemente el paso siguiente es aplicar sus resultados a la realidad sin tener en cuenta que en esa simulación se han asumido hipótesis que pueden ser incompletas o erróneas, que se ha generalizado o simplificado la realidad y que, al final, todo se produce de acuerdo con unas ecuaciones que hoy se consideran la mejor aproximación a la realidad disponible pero que no dejan de ser, en el mejor de los casos eso, aproximaciones.
    Considero que una simulación o un modelo es una forma de hacer un análisis prospectivo y de obtener predicciones que podrán contrastarse posteriormente pero no deberíamos perder de vista que nunca una simulación es una prueba de nada.
    Sigo el blog desde hace tiempo y me parece muy valioso, ánimo y adelante.
    Saludos

  4. [...] traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en Science News y su autor es Davide [...]

  5. Rego

    Gracias por acercarnos a estos temas, desgraciadamente no puedo entender cabalmente la expresión “singularidades desnudas”, podrían ayudarme con una explicación para neofitos?

    Felicitaciones y gracias otra vez

  6. Mafalda

    Es un lugar en donde las cantidades utilizadas para medir campos gravitatorios, se transforman en infinito. Estas cantidades incluyen la curvatura del espacio-tiempo o la densidad de la materia. Específicamente en relatividad general, una singularidad es una hipersuperficie tridimensional donde la curvatura del espacio-tiempo es tan grande que sus leyes ya no operan en el sistema. Esto significa que es un punto casi cero donde se concentra una enorme cantidad de materia, siendo usualmente el centro de un agujero negro.Y si este agujero negro rota, este punto (con gran densidad de materia) rotara también, generando una lineal circular (dando así una singularidad curvada).

    Existen casos en los agujeros negros donde debido a altas cargas o velocidades de giro, la zona que rodea a la singularidad desaparece (en otras palabras el horizonte de sucesos) dejando a ésta visible en el universo que conocemos. Se supone que este caso está prohibido por la regla del censor cósmico, que establece que toda singularidad debe estar separada del espacio.

    La existencia — actualmente teórica— de las singularidades desnudas resulta importante porque permitiría la observación de objetos colapsando hasta densidades infinitas.

  7. Rego

    Muchas gracias Mafalda por su explicación, ahora empiezo a sentirme como la alegoría de las cavernas de Platón, es difícil la Fisica…

    Pero seguiremos intentando entender un poco más estos fenómenos… ha sido Usted muy amable.

    Atte.
    Rego.

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