Se cree que el universo se expande debido (muy, muy aproximadamente, y no sin cierta controversia) a los efectos combinados de:
1.) Cualquiera que sea el evento energético inicial impartido al espacio-tiempo tal como surgió por razones desconocidas de un objeto de órdenes de magnitud más pequeños que un protón conocido como singularidad (la física habla de “no tenemos ni idea”), produciendo El evento ahora se llama el Big Bang.
2.) Agregando a este estado inicial (algo así como 10-36 segundos después) cualquier energía adicional producida por el proceso de inflación.
- ¿La muerte de un agujero negro vendría de una ruptura en su traje espacial como resultado de la espaguetización en lugar de algo más doloroso?
- ¿Cuánta contracción del espacio ocurrió durante la fusión del agujero negro?
- ¿Qué sucede a nivel atómico dentro de un agujero negro? ¿Es la fuerza gravitacional mayor que la fuerza electromagnética?
- ¿Cuál es el rango de atracción del agujero negro en nuestra galaxia?
- ¿Es posible lanzar hoyos o campos antigravedad?
3.) Finalmente, después de miles de millones de años de desaceleración debido a los efectos gravitacionales combinados de toda la masa de materia oscura y “normal” en el universo, tiempo durante el cual siguió lo esencial del modelo clásico de Big Bang. Esto cambió cuando se alcanzó un punto de inflexión hace aproximadamente siete mil millones de años, cuando los efectos combinados de toda la materia gravitante fueron superados por la llamada energía oscura (de la que no sabemos nada en absoluto) que parece haber causado que comience la expansión del espacio-tiempo. acelerando (Cuando me enteré por primera vez de esta aceleración en la tasa de expansión del espacio-tiempo a fines de la década de 1990, me sorprendió tanto el anuncio que ahora creo que me habría sorprendido menos ver que un huevo frito me guiña un ojo desde mi plato).
Una de las posibilidades que encontramos en nuestros intentos de modelar nuestro universo a través de las herramientas que nos brinda la relatividad general es que la forma de nuestro universo es una función de su masa total y se expresa mediante una cantidad llamada omega. Un omega igual a uno predice un espacio-tiempo euclidiano o “plano” que nos da la suma familiar de los ángulos de un triángulo equilátero igual a 180 °. El universo es entonces infinito en extensión, pero continúa expandiéndose a un ritmo cada vez menor, pero nunca se detiene. No hay problema aqui. Sin embargo, se vuelve más interesante para otros valores de omega. Un omega de menos de uno predice un universo “abierto” que produce un espacio-tiempo paraboloide (piense en forma de silla de montar) donde un triángulo equilátero que abarca el universo produciría una suma de sus ángulos mayor que 180 °. Este tipo de universo estará abierto, pero nunca correrá el peligro de que su masa lo vuelva a unir en un llamado “gran crujido”. En muchos sentidos, esto es lo más cercano a lo que vemos ahora con nuestra energía oscura actuando para aumentar la tasa de expansión, pero no del todo, ya que nuestros modelos ahora indican que la energía oscura, si aumentara su efecto exponencialmente en lugar de lineal podría producir un evento conocido como “el gran desgarro” en el que todo, desde los protones hasta todo el espacio-tiempo mismo, eventualmente se “desgarra”. Ahora esto nos lleva a su pregunta sobre el agujero negro, de todas formas, desde una dirección. Si el universo tiene un valor para omega que es menor que uno , produce un “universo cerrado” de forma esférica que eventualmente volverá a ese escenario hipotético de “gran crisis” que puede interpretarse para inferir que nuestro universo no solo se ve afectado por agujeros negros: ¡nuestro universo es un agujero negro!
La información que te he dado en esto no es exhaustiva de todos los posibles espacios-tiempo, y representa una simplificación excesiva de algo que solo se entiende matemáticamente, pero toca la esencia de cómo modelar un universo teóricamente. Los agujeros negros de masa estelar e incluso supermasivos son probablemente insignificantes para la tasa de expansión del universo, pero me parece interesante señalar que nuestros intentos de modelar tales agujeros negros producen unos que tienen mucho en común con la expansión y contracción del universo. . Stephen Hawking y Roger Penrose notaron tales puntos en común hace más de cuarenta años y nuestros modelos de universos posibles utilizan los mismos formalismos que los utilizados en los agujeros negros. Sin embargo, la verdad es que en nuestro nivel actual de comprensión es posible producir muchos modelos que pueden, o lo que es más importante, pueden no ser precisos debido a (perdóneme) agujeros en nuestra comprensión teórica. Se sabe que la relatividad general y la mecánica cuántica se contradicen entre sí, y tenemos fuertes razones para creer que la falla radica en la relatividad general más que en la mecánica cuántica. Actualmente, todo como pequeño o más pequeño que un átomo se puede describir solo en términos de teoría cuántica, mientras que todo lo más grande que esto se maneja maravillosamente por la relatividad general. Creemos que esto apunta a alguna teoría subyacente que combina estos en una “teoría de todo” general; un llamado TOE o teoría de campo unificado.
Pero es importante entender que esta suposición de una teoría global de todo puede simplemente estar equivocada . Puede que en realidad no exista un formalismo estéticamente agradable que descubramos, lo que explica todo en todas las escalas, y que, de hecho, es nuestra necesidad humana de elegancia y simetría lo que nos impulsa a buscarlo. El universo, al parecer, es indiferente a los deseos del físico de una solución teórica única; que realmente puede haber dos físicas separadas y no complementarias que son necesarias para describir nuestra realidad a todas las escalas. No podemos descartar esto. Cualquiera que sea la forma en que la información nos lleve, determinará la respuesta a las preguntas más fundamentales que hayamos hecho antes. El universo es lo que es . Ahora es nuestro trabajo impulsar este sobre y descubrir lo que tiene que contar y, en última instancia, debemos aceptar lo que nos revela …
DT Hazelrig
PD: No estoy de acuerdo con el escritor que afirma que los agujeros negros son “inciertos”. Hay pruebas directas muy sólidas de la existencia de todo, desde agujeros estelares hasta agujeros negros supermasivos, y francamente no puedo pensar en ningún físico convencional que tenga dudas sobre esto. En cuanto a mí, me resultaría más fácil identificar el cartel como de existencia “incierta” que un agujero negro … 😉
