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Un universo fractal se esconde tras algunos agujeros negros

Un tipo de agujero negro termina en una singularidad que nos recuerda lo que pasa en el cuento de Alicia en el país de las maravillas: un universo fractal que se reduce de tamaño en réplicas infinitas de sí mismo.

Un agujero negro es como un enorme bache en el universo: tiene un campo gravitacional tan intenso que nada ni nadie, ni siquiera la luz, puede escapar de su interior. Como no emite luz, no se puede observar directamente: por eso se le ha denominado agujero negro.

No es recomendable acercarse a su interior. Es como una sima inexpugnable que la ciencia pretende conocer sin arriesgar mucho: las matemáticas ayudan a calcular lo que podría ser por dentro este enorme bache del universo.

Un paso adelante en esa dirección tuvo lugar el año pasado: Gracias al Telescopio Horizonte de Sucesos, los astrónomos pudieron obtener la primera imagen real de un agujero negro y confirmar las predicciones de Einstein en su Teoría de la Relatividad General.

Varios tipos

Los cálculos matemáticos desarrollados por los astrofísicos para comprender este extraño fenómeno del universo los han llevado a considerar que no todos los agujeros negros son iguales: el escaparate los muestra giratorios y estacionarios, y también cargados eléctricamente en ambas modalidades.

Los científicos han llegado más lejos en sus exploraciones matemáticas: deducen que algunos de esos agujeros negros existen en nuestro universo, pero también que hay otros, muy teóricos, que solo pueden existir en otros universos diferentes al nuestro.

Hemos averiguado que todas estas modalidades de agujeros negros los convierten en los objetos cósmicos más extraños y menos comprendidos del universo, ya que supuestamente dentro de ellos se podría viajar a través del tiempo e incluso contemplar el nacimiento de otros universos, entre otras posibilidades.

Incluso fractales

La última revelación sobre estos entresijos de los agujeros negros ha venido de un grupo de cuatro investigadores de las universidades de Stanford, Cambridge y California: se han sumergido en el corazón matemático de los llamados agujeros negros cargados eléctricamente y se han encontrado una gran cantidad de sorpresas, incluido un infierno de espacio-tiempo y un paisaje fractal exótico … y potencialmente mucho más, escribe el astrófísico Paul Sutter en LiveScience.

Estos agujeros negros cargados eléctricamente son de lo más exóticos porque tienen una particularidad sorprendente: todo lo que ocurre en su interior tiende a condensarse y no a expandirse, como ocurre en el exterior de esos agujeros negros.

Ese tipo de agujero negro, al contrario de otros que hemos encontrado en el universo, solo puede existir teóricamente porque su mera presencia es incompatible con la expansión que caracteriza la vida de estrellas y planetas conocidos.

Lo importante para los astrónomos no es la imposibilidad teórica de estos agujeros negros (necesitamos una nueva física para asumir su existencia), sino que comparten muchas características de los agujeros negros giratorios que existen en nuestro universo: eso nos permite conocer mejor a los oscuros baches cósmicos que incluso hemos “fotografiado.”

Fuera del tiempo

La incursión matemática en el interior de ese exótico agujero negro ha permitido a los investigadores descubrir qué pasaría si nos atreviéramos a adentrarnos en sus misterios. Es una especulación irrealizable, pero nos permite imaginar cómo es por dentro ese bache cósmico.

Lo que nos sugieren las matemáticas es que, una vez dentro del agujero negro cargado eléctricamente, hay un punto de no retorno que es en realidad un agujero de gusano (túnel del tiempo) que nos lleva a un agujero blanco.

Un agujero blanco, cuya existencia real se considera imposible, es como la otra cara de un agujero negro: mientras este absorbe todo lo que pilla a su alrededor, el agujero blanco expulsa la materia y la energía de su estructura.

En ese proceso que nos lleva del punto de no retorno al agujero blanco, el agujero de gusano se destruye y quedamos atrapados en un espacio totalmente desconocido que está fuera del tiempo: sería una forma exótica de superar nuestra muerte, aunque solo por un rato.

Universo fractal

Porque en ese espacio sin tiempo nos encontramos entonces con un universo fractal, una copia del universo del que procedemos que incluso está en expansión (se supone que recuperamos el tiempo y volvemos a cumplir años).

Como cualquier fractal, ese universo al que llegamos a través de este viaje imposible, tiene infinitas réplicas de sí mismo, pequeñas copias repetitivas que van descendiendo de tamaño ante nuestros atónitos ojos: estrellas y planetas que se convierten en miniaturas como de juguete.

El viaje imaginario termina en una singularidad: el fractal colapsa y se convierte en un punto de densidad infinita, el lugar donde reside cada resto de materia que alguna vez cayó en el agujero negro y del que terminamos formando parte.

Fin de la historia. Y despertamos de nuestro viaje recordando el cuento del también matemático Lewis Carroll “Alicia en el país de las maravillas”: relata un viaje parecido al que acabamos de recorrer por el interior de un agujero negro que no puede existir en nuestro universo.

Desafortunadamente, incluso con sus técnicas matemáticas superconductoras supercargadas, los investigadores no pueden describir lo que sucede en la singularidad. Toda la física conocida se rompe, lo que requiere nuevas teorías de la gravedad para describirlas completamente, concluye Paul Sutter.

Referencia

Diving into a holographic superconductor. Sean A. Hartnoll, Gary T. Horowitz, Jorrit Kruthoff, Jorge E. Santos. arXiv:2008.12786v2 [hep-th].

Foto superior: Levi Medianoche. Unplash.

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

9 comentarios

  • Podríais probar a enviar dentro dl agujero negro una especie d caja negra d avión con unos cuantos instrumentos d medición y cámaras y ver si retransmite desde dentro.por probar no perderíamos nada.

    • Cuando llegue e se condense fuertemente con el resto de la materia en esa esfera negra, que es lo que realmente hay alli, toda ella comprimida la caja negra se hace mil añicos e bien comprimida al resto de la materia que se absorbió antes y con la que se va absorber.

    • El problema es que la gravedad tan fuerte que ejercen los agujeros negros no dejan que ni la luz se escape cuando alcanzan el horizonte de sucesos, eso hace que sea imposible que que ningún tipo de ondas salgan del agujero, la teoría es que la materia que traga el agujero se contrae y se expande dentro de él haciendo posible algo que no se ha podido comprobar que dentro de los agujeros negros existen otros universos ya que nuestro universo se expande pero no sabemos contra que, es posible que nuestro universo sea el interior de un agujero negro existente en otro universo. Teorías quizá con cierta lógica que hasta el momento no se han podido comprobar. Es posible que algún tipo de onda gravitacional sea capaz de salir de él pero igual nada comprobable hasta el momento.

  • La verdad, esa singularidad es muy rara, pero llamarlo agujero [camino] de gusano es muy imaginativo. Esos agujeros negros son esferas negras con mucha densidad donde no escapa ni la luz, está todo sólidamente condensafo. Con todo lo que digan, físicos y matemáticos, es todo especulación, de ahí solo se sale se explota, como pasa en una estrella de neutrones.
    ¡Esa es mi opinión!

  • También se podría probar a enviar a Ayuso y a Sánchez dentro de un agujero, y que no salgan de allí hasta que se pongan de acuerdo (que no sea que quieren salir, obviamente).

    • Este magnífico relato Científico me hace recordar a los cuentos del libro Crónicas Marcianas, del genial Ray Bradbury
      Excelente artículo
      Gracias !!

  • Buenos Días, Don Eduardo:
    Espero que, como me prometió, se encuentre bien de salud. Mi última correspondencia con usted fue el 8 de enero de 2008 la cual terminé con estas palabras:
    Te agradezco infinitamente tus sugerencias. Es una lástima que mi trabajo y mis limitaciones con el inglés me impidan acceder a esas fuentes de forma más expedita. No obstante, aunque lento, continuaré con mi empeño.
    Creo no haber faltado a mi palabra, me gradué de un Master en Ciencias en la universidad NOVA de la Florida con el objetivo de mejorar el conocimiento del idioma inglés. En ese idioma estaba finalizando un libro, cuyo título por ahora es «Las Fronteras del Conocimiento»; pero las cruciales elecciones en el país, del cual soy ciudadano, me han obligado a hacer una pausa para contribuir a modificar el peligroso rumbo que lleva el país, y con él, el planeta.
    Mi granito de arena está en Facebook y se titula “LAS DOS ORILLAS”. Se aceptan comentarios. Otro abrazo