Mente soplada
¿Hay algo más extraño en el universo que los agujeros negros? Estas extrañas monstruosidades gravitacionales no solo deforman el espacio y el tiempo; solo pensar en ellos estira y dobla la imaginación de las personas también. Y junto con todas las cualidades alucinantes de las que quizás haya oído hablar, su masa prodigiosa, su tamaño increíblemente pequeño, los agujeros negros tienen una tonelada de propiedades aún más extravagantes que son menos conocidas. Echamos un vistazo a algunas de las características más asombrosas y posibilidades teóricas con respecto a estas rarezas cósmicas.
Los agujeros negros pueden tener cabello
En la década de 1960, el físico John Wheeler sugirió que los agujeros negros "no tienen pelo", lo que significa que cada objeto cósmico en particular solo podía distinguirse de sus hermanos por su giro, momento angular y masa. Cualquier otra información diferenciadora sobre un agujero negro se considera "cabello" y se cree que desaparece detrás del horizonte de eventos impenetrable de un agujero negro, un límite alrededor del agujero negro más allá del cual nada, incluida la luz, puede escapar.
Corte a 2016, cuando el famoso físico Stephen Hawking propuso que los agujeros negros en realidad lucen un peinado opulento hecho de partículas fantasmales de energía cero, y que esta aglomeración hirsuta contiene información sobre el material que ha consumido el agujero negro. Esta hipótesis no ha sido probada, pero podría ayudar a resolver una paradoja de larga data sobre lo que le sucede al gas y al polvo que ha caído en las fauces de un agujero negro.
Los agujeros negros producen fuentes
Se supone que nada es capaz de escapar del poderoso agarre gravitacional de un agujero negro. Pero eso solo se aplica al material que se ha acercado extremadamente al borde del agujero. De hecho, muchos agujeros negros están rodeados por corrientes de gas y polvo, que circulan alrededor del agujero, como el agua que baja por un desagüe. La fricción en este material genera calor, lo que crea estructuras agitadas y similares a tormentas en el gas y el polvo. Observaciones recientes sugieren que este movimiento también produce anillos arqueados que rodean las columnas internas de materia, que se dispara directamente en el aire, muy parecido a las fuentes.
Los agujeros negros pueden evaporarse
La mecánica cuántica proporciona otra forma para que las partículas escapen de un agujero negro. Según la teoría, los pares de partículas subatómicas parpadean constantemente dentro y fuera de la existencia alrededor del horizonte de eventos de un agujero negro. De vez en cuando, la configuración se alinea de la manera correcta para que uno de los socios caiga en el agujero negro. El asociado idéntico de la partícula se impulsa a una velocidad extremadamente alta, robando al agujero negro un poco de energía. Esto produce lo que se conoce como radiación de Hawking, después de Stephen Hawking, quien descubrió el fenómeno. Debido a que la energía es igual a la masa, este proceso en realidad puede hacer que un agujero negro se encoja y eventualmente se evapore durante largos períodos de tiempo.
Los agujeros negros pueden estar rodeados por un muro de fuego
Uno de los problemas con la radiación de Hawking es que causa problemas para los físicos. Las partículas subatómicas producidas por esta radiación están enredadas, lo que significa que lo que le sucede a una se siente inmediatamente por la otra. Entonces, ¿qué siente el compañero que no cayó en el agujero negro cuando su asociado queda aplastado en un punto infinitamente denso? Nadie lo sabe. Una teoría sostiene que el agujero negro corta el enredo de las partículas, un resultado que, de acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica, produciría una increíble cantidad de energía. Eso, a su vez, significaría que todos los agujeros negros están rodeados de muros de fuego.
El agujero negro puede mezclar información o no
Es difícil cuadrar la masa aplastante de los agujeros negros con las leyes de la mecánica cuántica, que sostienen que la información sobre las partículas nunca se puede destruir. Pero el material que se desliza más allá del borde de un agujero negro debería perderse para siempre en el universo. Este problema se conoce como la paradoja de la información del agujero negro; una resolución ha eludido a los científicos hasta la fecha. Investigaciones recientes sugieren que la información que se revuelve dentro de un agujero negro podría pasar a los compañeros de partículas salientes en la radiación de Hawking; Sin embargo, no se ha encontrado una respuesta definitiva a esta paradoja.
Los agujeros negros pueden ser materia oscura
Poco después del Big Bang, el universo debería haber producido una multitud de pequeños agujeros negros. Debido a que estas características serían objetos masivos que no emiten luz, algunos físicos han conjeturado que estos agujeros negros primordiales podrían explicar la materia oscura, ese material misterioso del que está hecha la gran mayoría de la materia en el cosmos. Pero la idea es controvertida, dado que los datos del Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) han descartado un universo lleno de muchos agujeros negros minúsculos. Quizás los agujeros negros de tamaño mediano todavía podrían estar al acecho, aunque las observaciones sugieren que solo constituirían, como máximo, del 1% al 10% de la materia oscura.
La materia puede viajar al futuro en un agujero negro
Los agujeros negros se topan con el problema del infinito: la masa de un agujero negro se aplasta hasta un punto infinitamente denso que es infinitamente pequeño. Físicamente, esto no tiene ningún sentido, por lo que los investigadores han buscado marcos alternativos para manejar los agujeros negros. Una propuesta se conoce como gravedad de bucle cuántico, que sugiere que la estructura del espacio-tiempo está curvada muy fuertemente cerca del centro del agujero negro. Esto daría lugar a que parte del agujero se extienda hacia el futuro, lo que significa que la materia atrapada en el tiempo viajaría hacia adelante. Hasta ahora, esta idea de expansión mental sigue siendo teórica.
Los científicos podrían haber visto agujeros negros de otro universo
Una observación muy controvertida sugiere que nuestro universo es un recién llegado. Los universos anteriores podrían haber existido antes que el nuestro, y habrían contenido agujeros negros. El prominente físico matemático de la Universidad de Oxford Roger Penrose ha argumentado que la radiación de fondo cósmica, una reliquia energética del Big Bang, contiene huellas de estos agujeros negros de antes. Otros científicos han argumentado que los datos de Penrose no son más que ruido aleatorio, pero la posibilidad sigue siendo intrigante.
Pronto tendremos una foto de un agujero negro
En cuestión de días, los físicos están listos para lanzar la primera imagen de un agujero negro. Esta bestia supermasiva acecha en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea; capturar una foto ha sido el objetivo del Event Horizon Telescope. Este instrumento es en realidad una red global de radiotelescopios en toda la Tierra, que han combinado sus poderes para acercarse más al centro galáctico que nunca. El telescopio debería poder detectar la sombra del agujero negro a través de su material circundante, y se esperan imágenes para el 10 de abril.
