El universo NO es un agujero negro

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Agujero negroA veces la gente pregunta: “¿El universo es un agujero negro?”. O peor aún, afirman: “¡El universo es un agujero negro!”. No, no lo es, y vale la pena dejarlo claro.

Si hay algún razonamiento cuantitativo tras la cuestión (o afirmación), procede de comparar la cantidad de materia en el universo observable con el radio del universo observable, y darse cuenta de que parece que hay una gran relación entre la masa de un agujero negro y su radio de Schwarzschild. Es decir: si imaginas que colocas toda la materia del universo en el mismo lugar, crearía un agujero negro del tamaño del universo. De forma ligeramente más formal, parecería que el universo satisface la Conjetura del Aro, ¿por lo que no debería formar un agujero negro?

Pero un agujero negro no es “un lugar donde una gran cantidad de masa se compacta dentro de su propio radio de Schwarzschild”. Es, como Wikipedia es felíz de decirte, “una región del espacio a partir de la cual nada, incluyendo la luz, puede escapar”. La implicación es que hay una región fuera del agujero negro a la cual podrías al menos imaginar que escapan las cosas. Para el universo, no hay tal región externa. Por lo que a un nivel bastante trivial, el universo no es un agujero negro.

Podrías decir que esto es algo quisquilloso, y la existencia de una región externa no tiene sentido si el interior de nuestro universo recuerda a un agujero negro. Esto es correcto, excepto por una cosa: no lo recuerda. Puede que hayas notado que el universo está en realidad expandiéndose, en lugar de contrayéndose como se esperaría en el interior de un agujero negro. Esto se debe a que, en todo caso, nuestro universo tiene un lejano parecido con un agujero blanco. Nuestro universo (de acuerdo con la teoría de la relatividad general) tiene una singularidad en el pasado, a partir de la cual surgió todo, no una singularidad en el futuro en la cual todo colapsa. Llamamos Big Bang a esta singularidad, pero es muy similar a lo que se esperaría de un agujero blanco, que es justo una versión invertida en el tiempo de un agujero negro.

Esta idea, y unos cuatro dólares, te darán un café grande en Starbucks. La solución espacio-temporal a la ecuación de Einstein que describe un universo en expansión a partir del Big Bang es muy similar a la versión invertida en el tiempo de un agujero negro, pero realmente no aprendes mucho haciendo tal afirmación, especialmente debido a que no hay nada fuera; todo lo que quieres saber ya estaba en el lenguaje cosmológico original. Nuestro universo no va a colapsar en el futuro en una singularidad, incluso aunque la masa sea suficiente para permitir que esto suceda, simplemente debido a que se expande; la singularidad que anticipas ya ha tenido lugar.

Aún así, alguna gente insistirá obstinadamente en que hay algo profundo e interesante en el hecho de que el radio del universo observable sea comparable al radio de Schwarzschild de un agujero negro de igual tamaño. ¡Y lo hay! Eso significa que el universo es espacialmente plano.

Puedes calcular esto observando la ecuación de Friedmann, la cual relaciona el parámetro de Hubble con la densidad de energía y la curvatura espacial del universo. El radio de nuestro universo observable es, básicamente, la longitud de Hubble, que es la velocidad de la luz dividida por el parámetro de Hubble. Es un ejercicio sencillo calcular la cantidad de masa dentro de una esfera cuyo radio es la longitud de Hubble (M = 4π c3H-3/3), y luego compararlo con el correspondiente radio de Schwarzschild (R = 2GM/c2). Encontrarás que el radio es igual a la longitud de Hubble, si el universo es espacialmente plano. ¡Voila!

Observa que un universo espacialmente plano continúa plano para siempre, por lo que esto no nos dice nada sobre el universo actual; siempre ha sido cierto, y seguirá siendo cierto. Es un hecho, pero no revela nada sobre el universo que no supiéramos ya pensando sobre la cosmología. En cualquier caso, ¿quién quiere vivir en un agujero negro?

Nota de Ciencia Kanija: El físico teórico Lubos Motl responde desde su blog The Reference Frame a este artículo. Puedes leer aquí la traducción.


Autor: Sean M. Carroll
Fecha Original: 28 de abril de 2010
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