¿Qué es un agujero negro de cinco dimensiones? ¿Cómo probarías su existencia?

Los agujeros negros son desordenados en cuatro dimensiones. Pero agregue un quinto, y un agujero negro podría romper las leyes de la física, según han demostrado los científicos.

Investigadores de la Universidad de Cambridge en Inglaterra y la Universidad Queen Mary de Londres han simulado con éxito un agujero negro en cinco dimensiones con una supercomputadora. En lugar de tener una forma esférica, este agujero negro se asemeja a un anillo muy delgado, lo que da lugar a una serie de protuberancias. Al principio, estas protuberancias se conectan a través de cuerdas pequeñas, pero a medida que pasa el tiempo esas cuerdas se vuelven más delgadas, hasta que las protuberancias se rompen en sus propios mini agujeros negros.

¿Entonces, cuál es el problema?

Bueno, en un universo de cuatro dimensiones, la singularidad, el punto en el centro del agujero negro donde la gravedad es tan intensa que la relatividad general se rompe, permanece oculta detrás del horizonte de sucesos. Pero en un universo de cinco dimensiones, una vez que la cuerda negra se rompe en una serie de mini agujeros negros, la singularidad es visible para el mundo exterior. En teoría, un observador podría ver la física descomponerse ante sus propios ojos, un pensamiento que hace que cualquier científico se estremezca. [Los agujeros negros más extraños en el universo]

La clave es que la relatividad general sustenta todo lo que los científicos saben sobre la gravedad. Es una herramienta esencial cuando se trata de estimar la edad del universo e incluso calcular las señales de GPS. En los 100 años transcurridos desde que Einstein presentó por primera vez la teoría, la relatividad ha superado todas las pruebas posteriores. Incluso predijo la existencia de ondas gravitacionales, cuya detección finalmente se anunció a principios de este mes.

Esto sigue siendo de una simulación por computadora que representa la forma de un agujero negro de cinco dimensiones teorizado, que aparece como un anillo en lugar de una esfera. En la simulación, el anillo de agujeros negros comienza de manera suave, pero luego da lugar a una serie de bultos extraños.

Los agujeros negros son desordenados en cuatro dimensiones. Pero agregue un quinto, y un agujero negro podría romper las leyes de la física, según han demostrado los científicos.

Investigadores de la Universidad de Cambridge en Inglaterra y la Universidad Queen Mary de Londres han simulado con éxito un agujero negro en cinco dimensiones con una supercomputadora. En lugar de tener una forma esférica, este agujero negro se asemeja a un anillo muy delgado, lo que da lugar a una serie de protuberancias. Al principio, estas protuberancias se conectan a través de cuerdas pequeñas, pero a medida que pasa el tiempo esas cuerdas se vuelven más delgadas, hasta que las protuberancias se rompen en sus propios mini agujeros negros.

¿Entonces, cuál es el problema?

Bueno, en un universo de cuatro dimensiones, la singularidad, el punto en el centro del agujero negro donde la gravedad es tan intensa que la relatividad general se rompe, permanece oculta detrás del horizonte de sucesos. Pero en un universo de cinco dimensiones, una vez que la cuerda negra se rompe en una serie de mini agujeros negros, la singularidad es visible para el mundo exterior. En teoría, un observador podría ver la física descomponerse ante sus propios ojos, un pensamiento que hace que cualquier científico se estremezca. [Los agujeros negros más extraños en el universo]

La clave es que la relatividad general subyace a todo lo que los científicos saben sobre la gravedad. Es una herramienta esencial cuando se trata de estimar la edad del universo e incluso calcular las señales de GPS. En los 100 años transcurridos desde que Einstein presentó por primera vez la teoría, la relatividad ha superado todas las pruebas posteriores. Incluso predijo la existencia de ondas gravitacionales, cuya detección finalmente se anunció a principios de este mes.

“Si existen singularidades desnudas, la relatividad general se rompe”, dijo el coautor del estudio Saran Tunyasuvunakool en un comunicado. “Y si la relatividad general se rompe, lo pondría todo al revés, porque [la teoría] ya no tendría ningún poder predictivo, ya no podría considerarse como una teoría independiente para explicar el universo”.

Por supuesto, hay pocas posibilidades de que los científicos observen un “anillo negro” en el corto plazo. Entonces, ¿por qué estudiar estas rarezas? Ciertas teorías de vanguardia sugieren que hay muchas más dimensiones que los científicos (y todos los demás) no pueden percibir. Entonces, tal vez un anillo negro realmente formó algunos de los muchos agujeros negros que observan los astrónomos.

Además, “mientras mejor simulemos la teoría de la gravedad de Einstein en dimensiones más altas, más fácil será para nosotros ayudar a avanzar con nuevas técnicas computacionales. Estamos superando los límites de lo que puede hacer en una computadora cuando se trata de La teoría de Einstein “, dijo Tunyasuvunakool.

“¿Qué es un agujero negro de cinco dimensiones?”

El término se refiere a un tipo hipotético de agujero negro toroidal. Sin embargo, la matemática para describir tal forma de anillo para un agujero negro solo funciona si la modelas en cinco dimensiones en lugar de tres. En resumen, es puramente especulativo, esencialmente ciencia ficción en este momento, ya que no hay evidencia que sugiera o razón para suponer que un modelo de cinco dimensiones tal podría coincidir con la realidad.

“¿Cómo probarías su existencia?”

No lo harías, o más bien no podrías. Debido a que hipotéticamente solo puede existir en un espacio de cinco dimensiones, permanecería completamente fuera de nuestra capacidad de detectar incluso su existencia. O más exactamente, solo podríamos detectar los efectos que estaba causando en nuestro marco perceptual tridimensional, lo que lo haría completamente indistinguible de los agujeros negros normales.

También hay un par de otros problemas que encontrará con la mayoría de la literatura publicada sobre esta hipótesis. Primero, a muchos artículos les gusta decir que, en algunos casos extremos, la simulación por computadora de un agujero negro toroidal de este tipo no colapsó limpiamente cuando estaba estresado, sino que se estiró y luego se rompió, generando pequeñas masas en forma de “gota”, que de alguna manera significa que resultaría en una singularidad desnuda. Esto no tiene sentido. Dichas predicciones suponen que continuaría actuando como una masa única y contigua incluso después de haberse roto en numerosas piezas distintas más pequeñas. No Las piezas demasiado pequeñas pero que no se fusionaron inmediatamente con otras piezas simplemente girarían y se disiparían rápidamente, al igual que con cualquier agujero negro que sea demasiado pequeño. Los otros se unirían rápidamente en una sola masa, pero esta vez como una esfera en lugar de un toro, tal como lo mostraron las simulaciones.

Otro absurdo que he visto en numerosos artículos sobre ellos, la mayoría de los cuales parecen simplemente parlotearse entre sí, es que el potencial de singularidad desnuda, que es una tontería para empezar, de alguna manera invalidaría o anularía la relatividad general. Eso también es una tontería. Incluso si la idea de la singularidad desnuda no fuera una tontería, aún no tendría relación con la relatividad general, ya que GR solo predice condiciones y efectos en nuestro marco de tiempo tridimensional. No tiene nada que decir y no hace predicciones sobre el espacio de 5 dimensiones, por lo que nada de lo que sucede en el espacio de 5 dimensiones tiene ningún significado real para él. Sería más bien como decir que descubrir la existencia de manzanas podría invalidar de alguna manera lo que sabemos sobre las naranjas. No, solo extiende nuestro conocimiento a un nuevo marco contextual sin invalidar el otro contexto, incluso de la manera más pequeña.

oh, vamos a ver

Las tres dimensiones comunes son altura, ancho y largo.

OKAY.

La cuarta dimensión común es el tiempo.

OKAY.

La quinta dimensión es, ¿algo físico que no es uno de los otros cuatro? Entonces, ¿qué sería eso? Un estado de materia nuclear que existe como condición entre las partículas subatómicas que crean átomos. ¿Derecho?

Un agujero negro, por definición, no puede tener altura, ni masa, ni longitud, ni ancho, y no puede existir en el tiempo. Excepto que sabemos que existe en todas esas dimensiones solo porque existimos en esas dimensiones y, por lo tanto, solo podemos medir aquellas cosas que comparten nuestro plano de existencia.

Ahora que es una idea interesante.

Sugiere dos cosas: 1) solo pueden existir las cosas que podemos medir y, por lo tanto, a priori , solo pueden existir las cosas que existen dentro de nuestro propio marco de referencia, y 2) es posible que existan cosas sobre las que tenemos sin marco de referencia, y sin embargo, podemos entender e incluso percibir que existen por el efecto que ejercen sobre las cosas circundantes que PODEMOS medir.

Creo que su pregunta se aplica al n. ° 2.

¿Estoy en lo cierto al pensar que los astrofísicos ahora creen que cada galaxia tiene un agujero negro como motor de gravedad en sus centros?

Si. Probablemente.

Entonces la pregunta fundamental aquí es qué es un agujero negro. Y la respuesta literal es que un agujero negro no lo es. Eso no significa que no haya agujeros negros. Por el contrario, hay muchos agujeros negros. Miles de millones de ellos. Pero ninguno de ellos existe en dimensiones que podamos percibir. Solo podemos ver sus efectos en otras cosas.

Los rayos X existen, pero solo podemos percibirlos cuando les exponemos una placa fotográfica. Existen ondas de radio, pero solo podemos saber eso cuando encendemos una radio que las traduce en sonido. Los agujeros negros son este tipo de acertijo. Los rayos X y las ondas de radio son como agujeros negros cuando se trata de nuestra capacidad de percibirlos. Hasta que mires un medio que responde a ellos, están más allá de la percepción.

¿Los agujeros negros también existen en una quinta dimensión? Demonios si. Yo también. Y tú. Pero maldita sea si puedo verlo.

Así que así es como demuestras que existe. Primero, define cuál es la quinta dimensión que desea medir. Segundo, ves si puedes medirlo. Tercero, admites la derrota. Cuarto, creas el medio que te permite percibir la existencia de la quinta dimensión. Sexto, (no hay quinto) obtienes el premio Novela.

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