Un estudio reciente plantea la posibilidad de que algunos agujeros negros carezcan de singularidad e incluso de que esta no exista en ninguno.
En 1915, Albert Einstein publicó su trabajo revolucionario sobre la relatividad general. Solo un año después, el físico Karl Schwarzschild encontró una solución exacta a esas ecuaciones, que implicaba la existencia de objetos exóticos conocidos ahora como agujeros negros. Se trata de objetos con una masa tan concentrada que nada que se acerque lo suficiente, ni siquiera la luz, puede escapar a su atracción gravitatoria; de ahí el término “negro”.
Sin embargo, desde el principio surgieron aspectos problemáticos que suscitaron un debate que, aunque en menor grado, persiste desde entonces. En los años sesenta quedó claro que la curvatura del espacio-tiempo se vuelve realmente infinita en el centro de un agujero negro: una singularidad donde las leyes de la física que conocemos dejan de aplicarse (o eso parece). Si esta singularidad es real, y no solo un artefacto matemático, implicaría que muchas leyes de la física que conocemos dejarían de existir en esa región. Esto equivale a decir que es un misterio total lo que sucede en el centro de un agujero negro.
A pesar del incesante debate en torno a las singularidades, las pruebas científicas de la existencia de los agujeros negros no han dejado de crecer desde la década de 1970, culminando en grandes hitos como los Premios Nobel de Física de 2017 y 2020. Los momentos clave incluyen la primera detección de ondas gravitacionales en 2015, que revelan la fusión de dos agujeros negros, y las extraordinarias imágenes captadas por el EHT (Event Horizon Telescope) en 2019 y 2022. Sin embargo, ninguna de estas observaciones ha proporcionado hasta ahora respuestas definitivas sobre la naturaleza de las singularidades.
Lo cierto es que la física de los agujeros negros solo llega hasta una cierta distancia del centro. Para ir más adentro, se está buscando un nuevo paradigma, uno en el que intervengan los efectos cuánticos que la gravedad debe exhibir en condiciones tan extremas. Esto conduce a modelos de agujeros negros sin singularidades, que son los planteados en un nuevo estudio, a cargo de un equipo integrado, entre otros, por Stefano Liberati, de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA) en Italia, y Raúl Carballo-Rubio, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) en España y del Instituto Niels Bohr en Dinamarca.
Los autores del estudio han examinado tres posibles tipos de agujeros negros. El primero es el clásico, con singularidad y horizonte de sucesos. El segundo poseería horizonte de sucesos pero no singularidad. Y el tercero carecería tanto de singularidad como de horizonte de sucesos. En realidad, este último no sería propiamente un agujero negro. La apariencia externa de los agujeros negros del segundo tipo y la de los del tercero sería tan parecida a la de los del primer tipo que la diferencia de sus naturalezas habría venido pasando desapercibida.
Liberati, Carballo-Rubio y sus colegas también han descrito en su estudio cómo podrían formarse los agujeros de la segunda clase y los de la tercera, cómo podrían transformarse de una clase a otra y, lo más importante, qué tipo de observaciones podrían algún día permitir distinguir a estos cuerpos celestes de los agujeros negros clásicos.
Podría ser que esas observaciones acabasen revelando que todos los agujeros negros son del segundo tipo y/o del tercero, lo que significaría que las singularidades no existen.
Esta línea de investigación podría incluso conducir al desarrollo de una teoría cuántica de la gravedad, un puente entre la relatividad general (que describe el universo a gran escala) y la mecánica cuántica (que describe el mundo subatómico).
El estudio se titula “Towards a Non-singular Paradigm of Black Hole Physics”. Y se ha publicado en la revista académica Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. (Fuente: NCYT de Amazings)
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