Existe una noción común de que en el borde de cada agujero negro se encuentra una puerta trasera al universo: una salida de la realidad a un nuevo reino donde las leyes fundamentales de la naturaleza, como el tiempo, ya no se comportan de la manera en que las entendemos.
Lo que sucede una vez que cruzas este umbral es un misterio de larga data que los principales científicos del mundo han estado reflexionando durante décadas con poco progreso.
Ahora, un artículo reciente presentado en una conferencia en París esta semana ha propuesto una solución al observar los agujeros negros de una manera completamente diferente.
Tomando un enfoque novedoso a este antiguo problema, la teoría propone que, en primer lugar, no hay una puerta trasera al universo. En cambio, los agujeros negros son cuerpos impenetrables, llamados pelotas fuzz.
Fuzzballs (sí, fuzzballs) son los nuevos agujeros negros
Samir Mathur, profesor de física en la Universidad Estatal de Ohio y autor único del artículo, dice que cuando se acerque a la bola de fuzz, su cuerpo será destruido pero, curiosamente, no morirá. Más bien, se transformará en una copia de usted mismo, en forma de holograma, que se incrustará para siempre en la superficie de la bola de fuzz.
Mathur describe la superficie como una región delgada y difusa del espacio en lugar de una característica lisa y distinta, y así es como se le ocurrió el nombre “fuzzball”.
Cuando anunció por primera vez su teoría del fuzzball en 2003, entusiasmó a la comunidad científica porque ofreció una resolución a una paradoja sobresaliente sobre los agujeros negros.
Esta paradoja fue descubierta originalmente por el astrofísico Stephen Hawking hace más de 40 años y los científicos han intentado explicarla desde entonces.
Sin embargo, los cálculos originales de Mathur no se ajustaban a otras teorías bien establecidas que describen la naturaleza de los agujeros negros. Entonces, ha pasado más de 15 años moldeando y madurando su argumento.
Ahora, su último artículo ha dado un importante paso adelante, sugiriendo que su imagen de los agujeros negros como las máquinas de copia holográficas del universo, aunque extraña, podría significar que las bolas de fuzz realmente son cómo los científicos deberían pensar en estas misteriosas bestias cósmicas para comprender mejor Su comportamiento.
Pero algunos científicos son escépticos sobre las conclusiones de Mathur. Aunque respaldan su novedosa visión de los agujeros negros, sugieren que no sobrevivirás a tu encuentro con una bola de fuzz en absoluto, sino que sufrirás una muerte ardiente.
Lo que hace que los agujeros negros sean tan exóticos es su poderoso agarre gravitacional, que actúa como un pozo profundo en el espacio, deformando el espacio y el tiempo alrededor y dentro.
Además, este agarre tiene el poder de tragar todo lo que pasa demasiado cerca, incluida la luz. Esto significa que todo lo que cae en el pozo nunca regresa, lo que hace que sea casi imposible determinar qué sucede más allá del borde de un agujero negro.
Eso no impidió que Hawking intentara encontrar algunas respuestas a principios de los años 70.
A diferencia de Mathur, Hawking imaginó agujeros negros con puertas traseras a través de las cuales el material fue atraído por la gravedad. Entonces, Hawking comenzó a explorar lo que sucede justo afuera de esa puerta, momentos antes de cruzar al lado oscuro por la eternidad.
Lo que encontró en 1976 al seguir las leyes bien establecidas de la física establecidas originalmente por Albert Einstein y Paul Dirac y muchos otros, fue impactante: los agujeros negros no solo consumen material a través de sus puertas traseras. También lo emiten en forma de radiación.
Si bien este fue un descubrimiento trascendental, la radiación se ha denominado radiación de Hawking, generó un problema desconcertante, llamado la paradoja de la información del agujero negro, que los científicos aún no han resuelto.
Pero Mathur cree que ha hecho exactamente eso con su teoría del fuzzball.
La radiación de Hawking se genera a partir de lo que cae primero en un agujero negro, según la teoría de Hawking.
Parte de lo que cae se vuelve a escupir, mientras que el resto queda atrapado dentro del agujero negro, donde finalmente se destruye y se pierde para siempre. Aquí es donde surge la paradoja: uno de los conceptos más fundamentales en física afirma que ningún material en el universo puede perderse o destruirse por completo, lo que contradice directamente la suposición original de Hawking.
Aparte de ese pequeño problema, la lógica del famoso astrofísico era infalible. Y los científicos de hoy, incluido Mathur, todavía consideran que la radiación de Hawking es un componente plausible de los agujeros negros, aunque aún no se ha observado.
Casi 30 años después, Hawking no ha ofrecido una solución convincente a la paradoja que descubrió, pero Mathur podría haberlo hecho. Lo que Mathur ha hecho de manera diferente es pensar en los agujeros negros como una superficie sólida que no tiene puerta trasera.
Los agujeros negros de fuzzball que las imágenes de Mathur son impenetrables y, por lo tanto, no tienen una región donde el material pueda caer en ellos. Por el contrario, cualquier objeto atraído por el tirón gravitacional de una bola de fuzz caerá sobre la superficie.
Cuando eso sucede, se crea una copia casi perfecta de los objetos en forma de holograma. Ese holograma continúa viviendo en la superficie del agujero negro, mientras que la copia original alimenta la bola fuzz.
“La copia original se destruye. Más precisamente, los datos que componen la copia original se transforman en una nueva forma, que son datos en la superficie del fuzzball”, dijo Mathur a Business Insider en un correo electrónico. “Cuando la materia cae en la superficie , esta superficie obtiene más energía y se expande “.
Cuando Mathur estaba explorando esta teoría por primera vez a principios de siglo, sus cálculos originales sugerían que su gemelo holográfico era una copia perfecta de su ser original. Sin embargo, otros científicos argumentaron que una copia perfecta era imposible porque el universo tiende a favorecer la imperfección.
El último artículo de Mathur resuelve este problema, mostrando cómo podrían ser posibles copias ligeramente alteradas.
A partir de esto, Mathur ha logrado resolver la paradoja de la información del agujero negro de dos maneras:
Al eliminar el reino exótico dentro de un agujero negro donde la información se destruye misteriosamente y se pierde para siempre.
Al explicar exactamente qué le sucede al material cuando llega a un agujero negro y cómo se conserva todo y no se pierde ninguno.
“La estructura del fuzzball resuelve esta paradoja; esa es la razón por la que creo en ella”, dijo Mathur a Business Insider.
Cuerdas y pelotas
Para explicar sus suposiciones matemáticamente, Mathur se basa en un marco teórico en física llamado teoría de cuerdas, que sugiere que todas las partículas en el universo están hechas de pequeñas cadenas unidimensionales que vibran e interactúan entre sí para generar el universo que nos rodea.
(Esta idea es controvertida ya que nadie ha observado una cuerda. Aún así, la teoría de cuerdas ofrece soluciones convincentes a algunos misterios científicos sobresalientes como la gravedad cuántica, también conocida como “teoría unificada de todo”, por lo que los físicos son reacios a desecharla. todavía.)
Los agujeros negros de fuzzball de Mathur son en realidad colecciones gigantes de cuerdas. Entonces, teóricamente, cuando un objeto toca la superficie de la bola fuzz, su masa se convierte en luz, generando una copia holográfica de su antiguo yo. Sin embargo, otros teóricos de cuerdas no están de acuerdo.
Sobre la base de la lógica de Mathur, un equipo de físicos de la Universidad de California propuso en 2012 que cualquier cosa que caiga en la superficie de una bola de pelusa se “quemaría” y moriría. La teoría del “cortafuegos” de este grupo dividió a la comunidad científica en partidarios de bolas fuzz versus partidarios de cortafuegos.
“Es difícil verificar la estructura del fuzzball explícitamente mediante un experimento”, dijo Mathur a Business Insider en un correo electrónico. “Una forma sería si alguna vez pudiéramos hacer un pequeño agujero negro en un acelerador como [los del] CERN”.
Los aceleradores de partículas golpean las partículas cerca de la velocidad de la luz, lo que puede generar entornos extremos que son similares al universo primitivo. Es cuestionable si los aceleradores más potentes del mundo en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) pueden producir pequeños agujeros negros de esta manera.
De todos modos, hay un grupo creciente de científicos en todo el mundo en apoyo de la idea de Mathur que están explorando diferentes facetas de la teoría. Cuanto más cavan, más probable es que descubran la verdad de las pelotas de fuzz.
Para hacer esto un poco más simple … no, serás absorbido hacia el Firewall (que tiene temperaturas más altas que el núcleo del sol) y te vaporizarás.
fuente:
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