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Los Ecos Especulativos de Agujeros de Gusano Podrían Revolucionar la Astrofísica

Por: Resonance Science Foundation

Las colaboraciones científicas LIGO y Virgo han detectado ondas gravitacionales procedentes de la fusión de dos agujeros negros, inaugurando una nueva era en el estudio del cosmos. Pero, ¿y si esas ondas del espaciotiempo no fueran producidas por agujeros negros, sino por otros objetos exóticos? Un equipo de físicos europeos sugiere una alternativa: agujeros de gusano que pueden atravesarse para aparecer en otro universo.

Los científicos han deducido la existencia de los agujeros negros a partir de multitud de experimentos, modelos teóricos y observaciones indirectas como las recientes detecciones de LIGO, que se cree que se originan por la colisión de dos de estos oscuros monstruos gravitacionales.

Pero hay un problema con los agujeros negros: presentan un borde, llamado horizonte de sucesos, del que nada puede escapar. Esto entra en conflicto con la mecánica cuántica, cuyos postulados aseguran que la información siempre se conserva, no se pierde.

Una de las formas teóricas de abordar este conflicto es explorar la posibilidad de que los supuestos agujeros negros que "observamos" en la naturaleza no sean tal cosa, sino algún tipo de objetos compactos exóticos (ECO por sus siglas en inglés), como los agujeros de gusano, que no tienen horizonte de sucesos.

"La parte final de la señal gravitatoria detectada por estos dos detectores -lo que se conoce como ringdown- corresponde a la última etapa de la colisión de dos agujeros negros, y tiene la propiedad de extinguirse por completo tras un breve periodo de tiempo debido a la presencia del horizonte de sucesos", explican los investigadores españoles Pablo Bueno y Pablo A. Cano, de la Universidad KU Leuven (Bélgica).

"Sin embargo, si no hubiera un horizonte, esas oscilaciones no desaparecerían por completo, sino que, al cabo de cierto tiempo, producirían una serie de "ecos", de forma similar a lo que ocurre con el sonido en un pozo. Curiosamente, si en lugar de agujeros negros tuviésemos un ECO, el ringdown podría ser similar, por lo que habría que determinar la presencia o ausencia de los ecos para distinguir los dos tipos de objetos".

Esta posibilidad ha sido explorada teóricamente por varios grupos y ya se han realizado análisis experimentales tentativos utilizando los datos originales de LIGO, pero el veredicto no es concluyente.

Agujeros de gusano rotatorios

El equipo de la Universidad KU Leuven, en el que también ha participado el profesor Thomas Hertog, ha presentado un modelo que predice cómo se detectarían las ondas gravitacionales causadas por la colisión de dos agujeros de gusano en rotación.

Las señales de ondas gravitacionales observadas hasta ahora se extinguen por completo al cabo de unos instantes como consecuencia de la presencia del horizonte de sucesos. Pero si éste no existiera, estas oscilaciones no desaparecerían del todo, sino que al cabo de un tiempo se producirían ecos en la señal, que pueden haber pasado desapercibidos hasta ahora por falta de modelos o referencias teóricas con las que comparar.

"Los agujeros de gusano no tienen horizonte de sucesos, sino que actúan como un atajo espaciotemporal que se puede recorrer, una especie de garganta muy larga que nos lleva a otro universo", explica Bueno, "y el hecho de que también tengan rotación cambia las ondas gravitacionales que producen".

Según el estudio, publicado por Physical Review D, las gráficas obtenidas con el nuevo modelo no difieren mucho de las registradas hasta ahora, salvo por los ecos, que actúan como un claro elemento diferenciador.

"La confirmación de ecos en las señales de LIGO o Virgo sería una prueba prácticamente irrefutable de que los agujeros negros astrofísicos no existen", dice Bueno, y añade: "El tiempo dirá si estos ecos existen o no. Si el resultado fuera positivo, sería uno de los mayores descubrimientos de la historia de la física".

Más información en: Phys.org: wormhole echoes 

Más información: Pablo Bueno et al. Echoes of Kerr-like wormholes, Physical Review D (2018). DOI: 10.1103/PhysRevD.97.024040

Fuente del artículo original de: Plataforma SINC: Ecos de agujeros de gusano que pueden revolucionar la astrofísica.

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