Mini agujeros negros podrían formar átomos gravitatorios

Artículo publicado el 4 de mayo de 2011 en The Physics ArXiv Blog

Diminutos agujeros negros podrían ser capaces de capturar partículas a su alrededor, formando el equivalente gravitatorio de los átomos.

Existe una significativa diferencia entre los agujeros negros astrofísicos y los primordiales. Los primeros tienen lugar cuando colapsan grandes estrellas para crear una región del espacio en la cual la gravedad es tan potente que nada puede escapar (de ahí que sean negros).

Y son enormes. El que está situado en el centro de nuestra galaxia se cree que tiene aproximadamente 4 millones de veces la masa del Sol.

Agujero negro


Por el contrario, los agujeros negros primordiales son minúsculos, con masa que se miden en toneladas. Los astrofísicos creen que estos objetos deben haberse formado en grandes números durante el Big Bang. También creen que los agujeros negros primordiales se evaporan más lentamente, desapareciendo finalmente en un estallido de potentes rayos gamma.

Sin embargo, nadie ha visto de forma concluyente la muerte de un agujero negro primordial, dejando abierta la posibilidad de que algo más esté pasando.

Por tanto, hoy, Pace VanDevender de los Laboratorios Nacionales Sandia y Aaron VanDevender proponen una idea alternativa. Tal vez los agujeros negros primordiales no se evaporan. En lugar de eso, estos objetos interaccionan con partículas cercanas para formar el equivalente gravitatorio de los átomos.

Es una idea interesante (y ciertamente no más alocada de lo que normalmente contemplan los cosmólogos). Normalmente, la gravedad es tan débil que puede ignorarse de manera efectiva a la escala de los átomos. Pero este no es el caso para los mini agujeros negros, que deberían generar fuerzas capaces de atrapar átomos en órbita a su alrededor.

Esto inmediatamente genera el gran miedo asociado con los agujeros negros: Que consuman toda la materia mientras crecen rápidamente para convertirse en monstruos devoradores de planetas. ¿No absorberían estos mini agujeros negros cualquier átomo cercano y los llevaría al olvido?

Los VanDevenders dicen que es improbable. Y hacen un intento bastante convincente de explicar por qué. Su argumento es similar al que Planck y otros usaron para desarrollar la teoría del átomo a principios del pasado siglo.

El problema entonces era que, en las teorías clásicas, un electrón que orbita a un átomo debería entrar en una espiral alrededor del núcleo. Por lo que, en teoría, los átomos no deberían existir.

La nueva teoría de la mecánica cuántica resolvió esto introduciendo la idea de cuantización, en la que la probabilidad de que un electrón sea absorbido por el núcleo no es imposible, pero es extremadamente pequeña.

Los VanDevenders dicen que debería darse una situación similar para los agujeros negros primordiales, dado que son lo bastante pequeños. Estos objetos deben tener un campo gravitatorio lo bastante potente como para atraer objetos tales como átomos neutros a una órbita a su alrededor. Pero también deben tener un radio que es tan pequeño que las posibilidades de que un átomo orbitante se encuentre con el agujero negro son ridículamente pequeñas.

Los VanDevenders dicen que esto debería ser cierto para los agujeros negros con una masa significativamente menor de unos pocos cientos de miles de millones de kilogramos. Y prosiguen dando un estudio detallado de algunas de las propiedades de estos átomos gravitatorios.

Por ejemplo, algunos agujeros negros serán tan pequeños que la energía térmica de las partículas cercanas superará con facilidad la atracción gravitatoria. Estos agujeros negros dispersarán materia, pero no pueden unirla en capas. Aparentemente, los agujeros negros que podrían haberse formando en experimentos como el LHC caen dentro de esta categoría.

Los mini agujeros negros más grandes de aproximadamente 10 a 1000 toneladas, sin embargo, pueden atrapar átomos neutros y por tanto deberían estar rodeados de capas de átomos tales como silicio o hierro.

Estos objetos deberían ser detectables cuando impactan con la Tierra. Los VanDevenders calculan que tal átomo gravitatorio se vería despojado de sus átomos orbitantes cuando pasa a través de la Tierra, creando emisiones de radiofrecuencia.

“Por tanto, una búsqueda de señales electromagnéticas procedentes de los átomos equivalentes gravitatorios debería centrarse en las fuentes de movimiento rápido no identificadas de radiofrecuencias en el espacio alrededor de la Tierra”, comentan.

Esto es algo que podrían buscar ahora con relativa facilidad. Puede que incluso haya datos que podrían colocar límites a la posibilidad de que existan los átomos gravitatorios.

Probablemente merece la pena que alguien le eche un vistazo.


Fecha Original: 4 de mayo de 2011
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Comments (6)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado el 4 de mayo de 2011 en The Physics ArXiv Blog Diminutos agujeros negros podrían ser capaces de capturar partículas a su alrededor, formando el equivalente gravitatorio de los átomos. Existe una significati…..

  2. Karlo

    Increible, una idea simple y potente. Me extraña que no se le haya ocurrido a nadie antes. Ahora habría que ver cosas como: ¿todas las órbitas posibles están por encima del radio de Schwarschild? ¿O alguna queda por debajo, y por tanto queda dentro del a.n.? ¿Se puede usar una descripción “clásica” (no relativista) de la gravedad, o hace falta irse a la cuántica en un espacio curvo? Parece un área fascinante…

  3. zovenix

    “También creen que los agujeros negros primordiales se evaporan más lentamente”

    La evaporación es lenta vista desde una escala humana, pero muchísimo más rápida que la de los agujeros negros astrofísicos. La potencia emitida es inversamente proporcional al cuadrado de la masa …

  4. ¿Se sabe si hay algún proyecto en marcha para intentar detectarlo?

  5. edgar

    Si todavía no sabemos como son exactamente los hipotéticos agujeros negros ¿se les ocurre proponer esto? falto que dijeran que estos”atomos gravitatorios” podrían ser los portadores de la fuerza de la materia oscura XD .

    muy difícil sera detectarlos, hay muchisimas fuentes electromagnéticas como para poder diferenciar de las conocidas a las “nuevas”, es una idea curiosa pero que no se puede verificar.

  6. Andrés

    Estoy contigo Edgar.

    Vamos sobrados de teorías sobre todo tipo de cosas y aspectos y no se encuentra nada de nada. Estamos ‘clavados’. Mini agujeros negros? Energía oscura? Materia oscura? Bosón de Higgs? Gravitón? Dimensiones? Big bang? Universo plano? Multiverso? M?

    A ver cuando se descubre realmente algo que nos haga dar un paso adelante en alguna dirección.

    Estos deben de ser los mismos agujeros negros que se iban a detectar en el LHC, pero no se encuentran, no? ;)

    Por otro lado el artículo empieza hablando de partículas que interaccionarían con dicho agujero negro para formar el equivalente de atomos y luego cambia y habla de atomos ‘capturados’ por el agujero negro.

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