La investigaci?n cient?fica certifica-3

Rajibul Sheikh, del Instituto Tata de investigacion basica en India, ha propuesto una forma de distinguir las Gargantas de los agujeros de gusano de los agujeros negros. Preimpresion de un articulo cientifico con calculos teoricos de fisica publicado en el sitio arXiv.org.

Un agujero de gusano (tambien conocido como un agujero de gusano y un agujero de gusano) es un objeto hipotetico que en cada momento representa un "tunel recto" entre ciertas regiones del espacio. Imaginemos una hoja de papel arrugada. Se puede viajar sin salir de su superficie. Entonces, para llegar del punto A al punto B, tendra que superar fielmente todas sus curvas. Y puede "perforar" la superficie y llegar al punto correcto en el otro lado directamente. Esa es la oportunidad que ofrece el agujero de gusano (aunque no a las naves espaciales, sino a los fotones en el mejor de los casos).

Los agujeros de gusano han excitado durante mucho tiempo la imaginacion de los fisicos, porque es una forma de mirar en areas del espacio que no estan disponibles para la observacion directa debido a la muy pequena velocidad de la luz en la escala del Cosmos. Ademas, segun algunas teorias, los agujeros de gusano conectan diferentes universos en el Multiverso. Es posible mirar hacia otro universo.

La presencia de agujeros de gusano no contradice la teoria general de la relatividad de Einstein, la teoria del espacio – tiempo mas profunda y mejor probada hasta la fecha. Es cierto que para mantener el topo se necesitan formas exoticas de materia, de cuya existencia los fisicos aun no estan seguros.

Donde los teoricos carecen de conocimiento, la observacion puede ayudar. La dificultad es que, para un astronomo, la "entrada" al agujero de gusano (la garganta, como dicen los expertos) deberia verse casi igual que un agujero negro.

Como se sabe, los agujeros negros no se observan directamente, sino que tambien son negros. Se detectan gracias al brillo de la materia que cae sobre ellos, los parametros de las orbitas de los cuerpos satelites y, mas recientemente, tambien las ondas gravitacionales. Sin embargo, hasta ahora, los astronomos no sabian como distinguir un agujero negro de un agujero de gusano.

El Jeque propone este metodo. Se basa en una estructura especial que se forma debido a los efectos de la gravedad del agujero negro en los fotones que lo rodean. Es un area oscura caracteristica sobre un fondo brillante, la llamada sombra. La fuente de" iluminacion " necesaria para crear una sombra puede ser tanto un disco de materia que cae en un agujero negro (un disco de acrecion, como dicen los expertos), como otros cuerpos celestes.

El fisico considero una clase particular de agujeros de gusano, los llamados agujeros de gusano de Theo. Teoricamente estudio la dependencia de la forma de la sombra del cuello en la velocidad de su rotacion alrededor de su eje. Luego, el autor comparo los hallazgos con el comportamiento del modelo de agujero negro giratorio mas popular, conocido como el agujero negro de Kerr.

Segun la publicacion ScienceAlert, resulto que con una rotacion lenta, la garganta del agujero de gusano no se puede distinguir de un agujero negro. Sin embargo, si el objeto gira mas rapido, la forma de la sombra nos permite decir si el agujero negro esta frente a nosotros o aun la garganta de un agujero de gusano. Es importante que tales velocidades no sean prohibitivamente altas y puedan observarse en la realidad.

"Los resultados obtenidos aqui muestran que los agujeros de gusano que se consideran en este trabajo y tienen una velocidad de rotacion razonable alrededor de su eje, gracias a las observaciones de sus sombras, se pueden distinguir de los agujeros negros", escribe Sheikh en una anotacion de su articulo.

La dificultad radica en el hecho de que, hasta la fecha, nunca se han observado sombras de los agujeros negros ni de las Gargantas de los agujeros de gusano. La razon es que requiere una resolucion muy alta (la capacidad de distinguir detalles finos). Sin embargo, el sistema de radiotelescopios EHT, disenado para "ver" directamente el horizonte de eventos del agujero negro, supuestamente tiene los parametros necesarios y ya ha realizado las primeras observaciones.

Los cientificos de la Universidad Johns Hopkins han propuesto la hipotesis de la existencia de un tipo especial de objetos cosmicos que son invisibles y curvan la luz como agujeros negros, pero no tienen el horizonte de eventos clasico. El descubrimiento se informa en un articulo publicado en la revista Physical Review D.

Los investigadores utilizaron la teoria de cuerdas para realizar una busqueda teorica de objetos que podrian reproducir los mismos efectos gravitacionales que los agujeros negros. Descubrieron que los solitones topologicos corresponden a esta condicion, que son un tipo inusual de deformacion del espacio y el tiempo que involucra mediciones compactas adicionales.

Las simulaciones por computadora han demostrado que los solitones topologicos, a diferencia de los agujeros negros normales, emiten debiles rayos de luz que de otro modo no podrian escapar de la gravedad de un agujero negro real. Los fotones se mueven a lo largo de numerosas trayectorias curvas, lo que hace que la sombra del agujero negro falso parezca borrosa. En un agujero negro ordinario, tal sombra define los limites del horizonte de eventos, un area de la que la luz no puede escapar.

Los solitones topologicos son el resultado de una modificacion realizada en 2021 de la teoria general de la relatividad de Einstein con la ayuda de algunas conclusiones de la teoria de cuerdas. Representan un ejemplo de objetos exoticos dentro del marco de la gravedad cuantica, que intenta reconciliar la mecanica cuantica y los efectos de la teoria de la relatividad. Sin embargo, incluso sin el uso de la teoria de cuerdas, es posible la existencia de otros objetos hipoteticos que son alternativas a los agujeros negros, por ejemplo, estrellas bosonicas y gravastars.

De Tikhomirov A. E. niveles estructurales y organizacion sistematica de la materia. "Litres", Moscu, 2023, P. 1 (traducido del angio): "los Fisicos teoricos de la Universidad Radbaud en Nijmegen llevaron a cabo un estudio para verificar la validez de la teoria de Stephen Hawking sobre los agujeros negros. Los resultados obtenidos lo confirmaron parcialmente, y tambien permitieron sugerir que todo en el Universo se esta evaporando gradualmente. El nuevo estudio teorico fue realizado por los fisicos Michael Vondrak, Walter van Suileck y Heino Falke. Probaron la teoria del famoso fisico teorico Stephen Hawking sobre los agujeros negros y descubrieron que tenia razon en muchos aspectos, pero no en todo. En su momento, Hawking, utilizando una combinacion de la fisica cuantica y la teoria de la gravedad de Einstein, argumento que el nacimiento espontaneo y la aniquilacion de pares de particulas deberian ocurrir cerca del horizonte de eventos. Asi se llama el "punto de no retorno", es decir, el rasgo invisible mas alla del cual, para cualquier objeto, incluso el mas pequeno, ya no hay escape de la fuerza gravitacional del agujero negro.

La particula y su antiparticula nacen del campo cuantico durante un tiempo muy corto, despues de lo cual se aniquilan de inmediato. Pero a veces sucede que una particula cae en un agujero negro y otra sale volando de el. Este fenomeno se llama radiacion de Hawking. Segun el propio Hawking, un proceso similar eventualmente deberia conducir a la evaporacion del agujero negro.

El nuevo estudio obtuvo una confirmacion teorica de que, debido a la radiacion de Hawking, los agujeros negros eventualmente se evaporarian. Pero los calculos mostraron que el horizonte de eventos no es tan importante como se pensaba hasta ahora. La gravedad y la curvatura del espacio-tiempo tambien causan la radiacion de Hawking. Y eso significa que todos los objetos grandes en el Universo, incluidos los restos de estrellas, se evaporaran con el tiempo.