Los agujeros negros tal como los conocemos pueden no existir

Si te sumergieras en un agujero negro (algo que no recomendaríamos), probablemente encontrarías una singularidad, o un punto infinitamente pequeño y denso, en el centro. O eso es lo que los físicos siempre han pensado.

Pero ahora un par de científicos sugiere que algunos agujeros negros pueden no ser agujeros negros en absoluto.En cambio, pueden ser objetos extraños repletos deenergía oscuraâ la fuerza misteriosa que se cree que está empujando los límites del universo, provocando que se expanda a un ritmo cada vez mayor.

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"Si lo que pensábamos que eran agujeros negros son en realidad objetos sin singularidades, entonces la expansión acelerada de nuestro universo es una consecuencia natural de la teoría general de Einsteinrelatividad", dijo Kevin Croker, astrofísico de la Universidad de Hawaii en MÄnoa.

Croker y un colega describen esta idea en un nuevo estudio, publicado en línea el 28 de agosto en la revista Revista astrofísica.Si tienen razón, y la singularidad en el corazón de un agujero negro podría ser reemplazada por una extraña energía que lo desintegra todo, eso podría revolucionar la forma en que pensamos acerca de estos objetos densos.

El dúo no pretendía descubrir qué hay dentro de un agujero negro.Croker y Joel Weiner, profesor emérito de matemáticas de la misma universidad, estaban analizando las ecuaciones de Friedmann, que son una simplificación de la teoría de la relatividad general de Einstein.(La relatividad describe cómo la masa y la energía deforman el espacio-tiempo). Los físicos utilizan las ecuaciones de Friedmann para describir la expansión del universo, en parte porque las matemáticas son más simples que las del conjunto de ecuaciones de Einstein que describen la relatividad.El equipo descubrió que, para escribir correctamente las ecuaciones de Friedmann, las regiones ultradensas y aisladas del espacio, como las estrellas de neutrones y los agujeros negros, debían tratarse de la misma manera matemática que todas las demás áreas.Anteriormente, los cosmólogos creían que era razonable ignorar los detalles internos de regiones ultradensas y aisladas, como el interior de un agujero negro.

"Mostramos que sólo hay una forma de [construir estas ecuaciones] correctamente", dijo Croker a WordsSideKick.com."Y si lo haces de esa manera, que es la forma correcta de hacerlo, encontrarás algunas cosas interesantes".

Los nuevos resultados sugieren que toda la energía oscura necesaria para la expansión acelerada del universo podría estar contenida en estas alternativas a los agujeros negros.Los investigadores descubrieron esto en matemáticas, después de corregir la forma de escribir las ecuaciones de Friedmann.Y en un artículo de seguimiento presentado a The Astrophysical Journal y publicado el 7 de septiembre en la revista preprint arXiv, demostraron que estas alternativas a los agujeros negros, llamadas Objetos Genéricos de Energía Oscura (GEODE), también podrían ayudar a explicar las peculiaridades de las observaciones de ondas gravitacionales de 2016.

Las matemáticas de las ecuaciones de Friedmann mostraron que con el tiempo, estos objetos ultradensos ganan peso simplemente debido a laexpansión del universo, incluso cuando no hay material cercano para consumir.Así como la luz que viaja a través del espacio en expansión pierde energía (un efecto conocido como corrimiento al rojo), la materia también pierde peso a medida que el espacio se expande.El efecto suele ser tan pequeño que no se puede ver.Pero en material ultradenso con presiones muy fuertes en su interior, conocido como material relativista, el efecto se vuelve notable.La energía oscura es muy relativista y su presión actúa de manera opuesta a la materia y la luz normales, por lo que los objetos fabricados con ella (como estos hipotéticos GEODE) ganan peso con el tiempo.

"La luz es algo extraño. Se comporta de manera contradictoria, en muchos sentidos", dijo Croker."La gente no esperaba que este comportamiento pudiera manifestarse también en otros objetos. Pero mostramos que sí, se puede ver en otro objeto", es decir, dentro de GEODE.

Los GEODE se propusieron por primera vez como idea en la década de 1960, pero las matemáticas que los respaldan sólo se resolvieron recientemente.Pero resulta que estos objetos extraños también podrían proporcionar una explicación sencilla para las grandes fusiones de agujeros negros observadas.En 2016, los miembros del Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser (LIGO) y la colaboración Virgo anunciarontuvieron las primeras observaciones de una fusión de agujeros negros, pero las masas calculadas de los supuestos agujeros negros fueron inesperadas: los científicos esperaban que las masas fueran mucho mayores o menores.

Pero los GEODE, a diferencia de los agujeros negros tradicionales, ganan peso con el tiempo.Si dos GEODE que se habían formado en el universo más joven eventualmente colisionaran, en el momento en que colisionaran, habrían crecido más que los agujeros negros típicos.En ese punto, las masas de los GEODE coincidirían con las masas observadas en la colisión observada por LIGO-Virgo.En lugar de tener que concebir una situación muy específica que condujo a la fusión, GEODE podría proporcionar una solución más sencilla para explicar las observaciones.

Sin embargo, no todos los científicos están convencidos.La nueva descripción de estos objetos es "contraintuitiva y difícil de digerir", dijo a Live Science en un correo electrónico Vitor Cardoso, profesor de física en el Instituto Superior Técnico de Lisboa, Portugal, que no participó en el estudio.Pero añadió: "Me gusta la idea de encontrar alternativas a los agujeros negros: nos obliga a fortalecer el paradigma de los agujeros negros. Además, a veces es difícil encontrar cosas si no las buscamos".

Publicado originalmente en Ciencia viva.