¿Los agujeros negros son estrellas congeladas? Una nueva teoría lo sostiene
Engullen y “espaguetizan” todo lo que se cruza en su camino, incluida la luz. Son densos, tan densos que su densidad ni siquiera tiene un valor finito, sino que diverge en lo que los científicos llaman una «singularidad», un punto en el que las magnitudes escapan al infinito y las leyes «normales» de la física dejan de aplicarse. En resumen: se mire por donde se mire, los agujeros negros son una entidad compleja y misteriosa, que la física moderna aún no ha sido capaz de comprender y describir más que mediante hipótesis, más o menos verificables. La última y fascinante teoría sobre la naturaleza de los agujeros negros procede de un estudio publicado recientemente en la revista Physical Review D, realizado por un grupo de científicos de la Universidad Ben-Gurion de Israel, y postula que los agujeros negros podrían ser en realidad un extraño objeto cuántico que puede describirse como una «estrella congelada». Si esto fuera cierto (el plazo hipotético es un decir, porque de momento es una hipótesis interesante y nada más), resolvería de golpe algunos de los problemas y paradojas asociados a los modelos ‘tradicionales’ de agujeros negros, incluyendo, precisamente, la presencia de una singularidad y la llamada paradoja de Hawking, propuesta por primera vez por el físico británico a mediados de los años 70 y aún sin resolver por el momento.
Singularidad y destrucción de información
Antes de examinar la hipótesis que acabamos de proponer, detengámonos un momento en los dos problemas que mencionamos. El primero, el de la singularidad, es una cuestión que no gusta nada a los físicos, una brecha irresoluble entre teoría y evidencia. Las ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, que describen el comportamiento de la gravedad, predicen con gran precisión la geometría del espacio-tiempo debido a la presencia de masas que lo deforman, pero cuando se las «lleva al límite», es decir, cuando se trata de la presencia de masas que lo deforman, no saben cómo tratar la geometría del espacio-tiempo. Es decir, cuando se trata de masas suficientemente elevadas, dan lugar a un colapso gravitatorio que tiende a concentrar el espacio-tiempo en un único punto, con una curvatura y una densidad infinitas, cuyo límite se denomina «horizonte de sucesos» (un agujero negro, para ser precisos). El problema es que el concepto de «infinito» es puramente matemático, ya que nada verdaderamente infinito puede existir en la naturaleza: por eso los científicos llevan tiempo buscando una teoría alternativa que vuelva a poner los infinitos en su sitio. La paradoja de Hawking es aún más compleja, y surgió cuando el físico británico intentó «incorporar» la mecánica cuántica a los modelos de agujeros negros. Sus cálculos mostraron que, precisamente debido a los efectos cuánticos, ocasionalmente algunas partículas podrían escapar del horizonte de sucesos, lo que provocaría una pérdida muy lenta (pero constante) de energía, en forma de radiación, por parte del agujero negro, que conduciría a su evaporación al cabo de (mucho) tiempo. La paradoja surge cuando se considera que esta radiación no transporta ninguna información sobre la materia que originariamente formaba el agujero negro: y por tanto, si ésta se evaporara, la información sobre su naturaleza se perdería para siempre, lo que está en contradicción con el principio de la mecánica cuántica que postula que la información no puede ser destruida. Por este motivo, la paradoja de Hawking también recibe el nombre de “paradoja de la pérdida de información”.
¿Agujeros negros? No, estrellas congeladas
El modelo de la «estrella congelada», según los científicos que lo propusieron, resolvería los dos problemas que acabamos de describir sin dejar de ofrecer una descripción de los agujeros negros compatible con las pruebas experimentales. «Las estrellas congeladas son objetos muy similares a los agujeros negros «, explica a Live Science Ram Brustein, uno de los autores del artículo recién publicado, «pero sin todas sus características ‘inconvenientes’ , como la singularidad y el horizonte de sucesos. Si realmente existieran y fueran agujeros negros, la teoría de la relatividad general de Albert Einstein tendría que modificarse de forma significativa y fundamental». El modelo, por supuesto, es muy complejo y técnico: simplificando mucho, los autores han imaginado objetos muy compactos compuestos de materia ultrarrígida (congelada, para ser precisos) con propiedades inspiradas en la teoría de cuerdas (una teoría que intenta reconciliar la mecánica cuántica y la relatividad general) que parecen ser excelentes candidatos para desempeñar el papel de agujeros negros. «Hemos demostrado «, expresa Brustein, » que estas estrellas congeladas se comportan como absorbentes casi perfectos, aunque carecen de horizonte de sucesos, y también son capaces de emitir ondas gravitacionales. Pueden absorber casi cualquier cosa que se les acerque, igual que los agujeros negros, tienen la misma geometría externa predicha por los modelos «convencionales » de agujeros negros, e incluso reproducen sus propiedades termodinámicas».
A la prueba experimental
Como decíamos al principio, de momento todo esto no es más que una bonita hipótesis o poco más. Primero tendremos que imaginar, y luego posiblemente llevar a cabo, experimentos y observaciones para comprender si el modelo de la estrella congelada podría funcionar. Los posibles candidatos para discriminar entre los modelos «convencionales» y el modelo de estrella congelada son las ondas gravitacionales, que podrían aportar información sobre la estructura interna de las estrellas congeladas. «Todavía tenemos que estudiar cuál podría ser la estructura interna de estos objetos » , concluye el científico, «y en qué se diferenciaría de la de otros objetos cósmicos como las estrellas de neutrones, pero en principio se puede hacer». Una posible confirmación de cualquiera de las predicciones del modelo de estrella congelada tendría un impacto revolucionario en la física».
Artículo originalmente publicado en WIRED Italia. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.