Un innovador estudio de la Universidad de Barcelona (UB) ha revelado un avance significativo en la comprensión de los agujeros negros, específicamente en la creación de estos fenómenos sin las temidas singularidades. Este hallazgo, realizado por un equipo del Instituto de Ciencias del Cosmos, podría transformar nuestra visión sobre la estructura fundamental del universo.
Tradicionalmente, los agujeros negros, tal como lo establece la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, presentan singularidades donde las leyes físicas se descomponen. La resolución de estas singularidades es uno de los grandes desafíos que enfrenta la física teórica. Sin embargo, el grupo de investigación ha demostrado por primera vez que es posible generar agujeros negros regulares a partir de efectos gravitacionales, eliminando así la necesidad de materia exótica, un concepto que había sido parte integral de modelos anteriores.
Nuevas perspectivas sobre la gravedad cuántica
Este descubrimiento fue publicado en la revista Physics Letters B, y abre nuevas vías para profundizar en la naturaleza cuántica de la gravedad y el verdadero tejido del espacio-tiempo. El término materia exótica hace referencia a una clase teórica de materia con propiedades inusuales, como densidad energética negativa, que puede provocar efectos gravitacionales repulsivos. A pesar de su uso en teorías sobre agujeros de gusano y viajes más rápidos que la luz, no se ha observado en el mundo natural.
El estudio demuestra matemáticamente que mediante una serie infinita de correcciones gravitacionales se pueden eliminar las singularidades, resultando en lo que se conoce como agujeros negros regulares.
Cambio paradigmático en la física teórica
Este hallazgo representa un cambio radical respecto a teorías previas y simplifica las condiciones requeridas para formar agujeros negros regulares. Según el investigador Pablo A. Cano, del Departamento de Física Cuántica y Astrofísica: «La belleza de nuestra construcción radica en que solo se basa en modificaciones naturales a las ecuaciones de Einstein predichas por la gravedad cuántica». Esto implica que no son necesarios componentes adicionales para explicar este fenómeno.
Las teorías desarrolladas por el ICCUB son aplicables a dimensiones del espacio-tiempo superiores o iguales a cinco. Cano aclara que esta elección es técnica y facilita el tratamiento matemático del problema, aunque los resultados deberían ser válidos también para nuestro espacio-tiempo habitual.
A medida que avanzan sus investigaciones, los científicos planean extender su trabajo al espacio-tiempo convencional y explorar cómo sus descubrimientos impactan diferentes escenarios astrofísicos. Además, investigarán aspectos relacionados con la estabilidad y las posibles firmas observacionales asociadas a estos nuevos agujeros negros regulares.
«Nuestro modelo no solo predice agujeros negros sin singularidad», concluye Cano, «sino que también proporciona respuestas sobre cómo se forman estos objetos y qué ocurre con la materia que cae dentro».
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