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La Gravedad Cuántica de Bucles podría responder el misterio de los agujeros negros


La Gravedad Cuántica de Bucles es una teoría que utiliza la mecánica cuántica para extender la física gravitatoria más allá de la teoría de la relatividad general de Einstein. El trabajo anterior en gravedad cuántica de bucles analizó la naturaleza cuántica del Big Bang, y ahora dos nuevos trabajos, publicados en la revista Physical Review Letters y la revista Physical Review D, extienden esos resultados al interior de los agujeros negros.

Los agujeros negros son objetos misteriosos con un borde exterior llamado horizonte de eventos, que atrapa todo, incluida la luz.

La teoría de la relatividad general de Einstein predijo que una vez que un objeto cae dentro de un horizonte de eventos, termina en el centro del agujero negro, llamado singularidad, donde todo es aplastado por completo.

En este punto de la singularidad, la atracción gravitatoria es infinita y todas las leyes conocidas de la física se rompen, incluida la teoría de Einstein.

Los físicos teóricos han estado cuestionando si las singularidades realmente existen, a través de complejas ecuaciones matemáticas en las últimas décadas con poco éxito hasta ahora.

"La mejor teoría de la gravedad que tenemos hoy es la relatividad general, pero tiene sus limitaciones", dijo el profesor Abhay Ashtekar, director del Instituto de Gravitación y Cosmos de la Universidad Estatal de Pensilvania.

“Por ejemplo, la relatividad general predice que hay lugares en el Universo donde la gravedad se vuelve infinita y el espacio-tiempo simplemente termina. Nos referimos a estos lugares como singularidades. Pero incluso Einstein estuvo de acuerdo en que esta limitación de la relatividad general se debe al hecho de que ignora la mecánica cuántica".

El Profesor Ashtekar y sus colegas, el Profesor Parampreet Singh de la Universidad Estatal de Louisiana y el Dr. Javier Olmedo de la Universidad Estatal de Pensilvania, desarrollaron nuevas ecuaciones matemáticas que describen los agujeros negros en la gravedad cuántica de bucles y muestran que la singularidad del agujero negro no existe.

"En la teoría de Einstein, el espacio-tiempo es un tejido que puede dividirse tan pequeño como queramos. Esto es esencialmente la causa de la singularidad donde el campo gravitatorio se vuelve infinito", dijo el profesor Singh.

“En el bucle de gravedad cuántica, el tejido del espacio-tiempo tiene una estructura similar a una malla de azulejos de vidrio, que no se puede dividir más allá del azulejo de vidrio más pequeño. Hemos demostrado que este es el caso dentro de los agujeros negros y, por lo tanto, no hay singularidad".

En lugar de la singularidad, la gravedad cuántica de bucles predice un embudo hacia otra rama del espacio-tiempo.

"Estas unidades de geometría tipo malla de azulejos de vidrio, llamadas excitaciones cuánticas, que resuelven el problema de la singularidad, son órdenes de magnitud más pequeñas de las que podemos detectar con la tecnología actual, pero tenemos ecuaciones matemáticas precisas que predicen su comportamiento", dijo el profesor Ashtekar.

Referencia del documento científico:
Abhay Ashtekar et al. 2018. Transfiguración cuántica de los agujeros negros de Kruskal. Fis. Rev. Lett 121 (24); doi: 10.1103 / PhysRevLett.121.241301

Abhay Ashtekar et al. 2018. Extensión cuántica del espacio-tiempo de Kruskal. Fis. Rev. D 98 (12); doi: 10.1103 / PhysRevD.98.126003

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