Los astrofísicos creen saber cómo destruir un agujero negro. La cuestión es qué problemas traería consigo. La idea de un cuerpo tan masivo que su velocidad de escape excede la velocidad de la luz se remonta al geólogo inglés John Michell quién la desarrolló por primera vez en 1783. En ese escenario, un haz de luz podría alejarse del cuerpo masivo hasta alcanzar una determinada altura y luego volvería a la superficie.
El pensamiento moderno sobre agujeros negros es en cierto modo diferente, debido en parte a que la relatividad especial nos indica que la velocidad de la luz es una constante universal. El concepto más importante en el que los físicos se centran hoy es el horizonte de sucesos: una frontera teórica en el espacio a través de la cual la luz y otros objetos pueden pasar en una dirección pero no en la otra. Dado que la luz no puede escapar, el horizonte de sucesos es lo que hace que un agujero negro sea, en efecto, negro.
El horizonte de sucesos es, en cierto modo, una decepción para muchos astrofísicos ya que la física interesante y desconocida ocurre dentro y, por lo tanto, no las podemos ver. Lo que a los físicos les gustaría, sería poder deshacerse del horizonte de sucesos y dejar al descubierto lo que ocurre en el interior. Haciendo esto se destruiría el agujero negro pero se podría ver algo mucho más extraño y exótico.
El pensamiento moderno sobre agujeros negros es en cierto modo diferente, debido en parte a que la relatividad especial nos indica que la velocidad de la luz es una constante universal. El concepto más importante en el que los físicos se centran hoy es el horizonte de sucesos: una frontera teórica en el espacio a través de la cual la luz y otros objetos pueden pasar en una dirección pero no en la otra. Dado que la luz no puede escapar, el horizonte de sucesos es lo que hace que un agujero negro sea, en efecto, negro.
El horizonte de sucesos es, en cierto modo, una decepción para muchos astrofísicos ya que la física interesante y desconocida ocurre dentro y, por lo tanto, no las podemos ver. Lo que a los físicos les gustaría, sería poder deshacerse del horizonte de sucesos y dejar al descubierto lo que ocurre en el interior. Haciendo esto se destruiría el agujero negro pero se podría ver algo mucho más extraño y exótico.
Lo interesante de esto ocurre dentro del agujero y, por lo tanto, no lo podemos ver. En la imagen detalles de las regiones que conforman un agujero negro.Hoy, Ted Jacobson de la Universidad de Maryland y Thomas Sotiriou de la Universidad de Cambridge explican cómo podría conseguirse este objetivo de una forma asombrosamente accesible. En la relatividad general, la condicion matemática para que exista un agujero negro con un horizonte de sucesos es sencilla. Viene dada por la siguiente inecuación: M^2 > (J/M)^2 + Q^2, donde M es la masa del agujero negro, J es su momento angular y Q su carga.
Para deshacerse del horizonte de sucesos simplemente se tendría que incrementar el momento angular y/o la carga del objeto hasta que la inecuación se dé la vuelta. Cuando esto ocurre, el horizonte de sucesos desaparece y el objeto exótico que hay detrás será visible. A primera vista, esto parece bastante sencillo y simple. La inecuación sugiere que para destruir un agujero negro, todo lo que hay que hacer es alimentar el momento angular y la carga.
Pero esto oculta un gran número de problemas. Para empezar, cosas como el momento angular o la carga también tienden a tener masa. Además, en cualquier caso, la ecuación de arriba sirve para un estado estacionario. Si se alimenta un agujero negro, se crea un estado dinámico y no hay garantías de que el objeto llegue a pararse en algún punto concreto sin rechazar el momento angular y la carga que se le han añadido.
De hecho, los cálculos son tan diabólicos que han desafíado todos los intentos de domesticarlos. “Actualmente, nadie sabe cómo hacerlo”, dicen jacobson y Sotiriou.
Para deshacerse del horizonte de sucesos simplemente se tendría que incrementar el momento angular y/o la carga del objeto hasta que la inecuación se dé la vuelta. Cuando esto ocurre, el horizonte de sucesos desaparece y el objeto exótico que hay detrás será visible. A primera vista, esto parece bastante sencillo y simple. La inecuación sugiere que para destruir un agujero negro, todo lo que hay que hacer es alimentar el momento angular y la carga.
Pero esto oculta un gran número de problemas. Para empezar, cosas como el momento angular o la carga también tienden a tener masa. Además, en cualquier caso, la ecuación de arriba sirve para un estado estacionario. Si se alimenta un agujero negro, se crea un estado dinámico y no hay garantías de que el objeto llegue a pararse en algún punto concreto sin rechazar el momento angular y la carga que se le han añadido.
De hecho, los cálculos son tan diabólicos que han desafíado todos los intentos de domesticarlos. “Actualmente, nadie sabe cómo hacerlo”, dicen jacobson y Sotiriou.
Destruir un agujero negro de esta manera llevaría al descubrimiento de una física nueva.¿Qué nos mostraría un agujero negro sin su horizonte de sucesos?
Ahí es donde la física se convierte en filosofía. Las matemáticas indican aquí que el espacio-tiempo se curva infinitamente, creando lo que los astrofísicos llaman una singularidad. Para cualquier físico normal, una singularidad indice que una teoría no funciona y que se necesita una nueva que explique lo que está pasando. Por una cuestión de principios, las singularidades son objetos matemáticos, no físicos y cualquier “agujero” que impliquen éstas no existe en el Universo si no en nuestra forma de comprenderlo.
Los astrofísicos son diferentes.
Tienen tal fé en sus teorías que creen que las singularidades realmente existen dentro de los agujeros negros. Gente como Roger Penrose y Stephen Hawking han incluso probado que las singularidades son inevitables para el colpaso gravitatorio. Para ellos, eliminar el horizonte de sucesos alrededor de un agujero negro lleva a la emocionante observación de una singularidad en toda su gloria. Cuando esto ocurra, seremos capaces de mirar al infinito.
Esto parece extraño.
Destruir un agujero negro de esta manera llevaría al descubrimiento de una física nueva. Pero sea lo que sea está destinado a permanecer oculto hasta que tengamos una teoría que describa mejor lo que ocurre en estos extremos. O hasta que localicemos uno de estos objetos en algún lugar de nuestro cielo nocturno.
Fuente: General Relativity and Quantum Cosmology
La inecuación sugiere que para destruir un agujero negro, todo lo que hay que hacer es alimentar el momento angular y la carga.Quantum opina:
Hace un par de meses un equipo de investigadores chinos ha conseguido fabricar con éxito un dispositivo electromagnético que absorbe frecuencias de microondas en todas las direcciones. Este dispositivo, que sería el primer agujero negro artificial, ha sido fabricado gracias a los metamateriales, unos materiales de propiedades electrónicas inusuales que ya habían sido utilizados previamente con sorprendentes resultados, como el logro de la invisibilidad. Los investigadores esperan que, en un futuro, este agujero negro artificial sirva para fabricar fuentes de energía térmica, entre otras aplicaciones.
En el caso del agujero negro artificial, no se ha necesitado la gravedad para conseguir el efecto absorbente. Qiang Cheng y Tie Jun Cui, del Laboratorio Estatal Key de Ondas Milimétricas, de la Universidad de Nanjing, en China, diseñaron y fabricaron el agujero negro artificial, oficialmente bautizado como “absorbedor electromagnético omnidireccional” utilizando 60 tiras de metamateriales, que fueron colocadas en capas concéntricas y recubiertas con cobre.
Por otra parte, en 2007, un equipo de investigadores norteamericanos crearon una fórmula matemática que, en teoría, permitiría crear un “agujero de gusano” con metamateriales. En 2009, los científicos Evgenii E. Narimanov y lexander V. Kildishev, de la Universidad de Purdue, propusieron en la revista Applied Physics Letters la creación teórica de un absorbedor de luz omnidireccional basado en metamateriales.
Temas relacionados:
http://quamtum.blogspot.com/2009/08/proponen-nueva-manera-de-crear-un.html
http://quamtum.blogspot.com/2009/05/que-hacer-si-se-produce-un-agujero.html
http://quamtum.blogspot.com/2009/04/que-es-un-agujero-negro.html
http://quamtum.blogspot.com/2008/12/un-agujero-negro-gigantesco-ocupa-el.html
En el caso del agujero negro artificial, no se ha necesitado la gravedad para conseguir el efecto absorbente. Qiang Cheng y Tie Jun Cui, del Laboratorio Estatal Key de Ondas Milimétricas, de la Universidad de Nanjing, en China, diseñaron y fabricaron el agujero negro artificial, oficialmente bautizado como “absorbedor electromagnético omnidireccional” utilizando 60 tiras de metamateriales, que fueron colocadas en capas concéntricas y recubiertas con cobre.
Por otra parte, en 2007, un equipo de investigadores norteamericanos crearon una fórmula matemática que, en teoría, permitiría crear un “agujero de gusano” con metamateriales. En 2009, los científicos Evgenii E. Narimanov y lexander V. Kildishev, de la Universidad de Purdue, propusieron en la revista Applied Physics Letters la creación teórica de un absorbedor de luz omnidireccional basado en metamateriales.
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