Cosmos

¿Podría existir una estrella dentro de cada agujero negro?

Gerardo Herrera Corral 07 / Oct / 19
La idea forma parte de las líneas de investigación del fenómeno de los agujeros negros

Aunque no sabemos qué ocurre dentro de un agujero negro nada nos impide especular. Los agujeros negros son objetos fascinantes. Acumulan tal cantidad de masa que llegan a curvar el espacio y el tiempo de manera extrema. Al hacerlo, se forma en su derredor un horizonte de sucesos que delimita el borde más allá del cual, todo lo que cae no podrá regresar jamás.

Tenemos evidencia directa de la existencia de estos portentos de la naturaleza. Un agujero negro supermasivo en el centro de la Galaxia M87 ha sido captado a través de una imagen que muestra la línea crucial, la que desconecta al objeto oscuro de nuestro universo. Además, se han podido medir ondas gravitacionales que delatan la presencia de muchos agujeros de menor tamaño que se funden para formar otros agujeros negros.

Estrella de Planck

¿Qué ocurre dentro de los agujeros negros? Los cálculos parecen indicar que en el interior de los agujeros negros se forma una zona del espacio y del tiempo en la que no se puede definir nada que tenga realidad física.  A ésta se la conoce como singularidad. Es un punto inimaginablemente pequeño en el que la densidad de materia es infinita.

Sin embargo, y aunque toda la masa del agujero negro se concentra en ese punto, la teoría pierde validez porque ese lugar donde se apiña la materia carece de dimensiones, lo que ocasiona problemas en los cálculos. 

Curiosamente la mecánica cuántica nos dice que este colapso matemático no ocurre. Según la teoría del mundo microscópico todo se condensa en una región de volumen finito y no en un punto. 

Los cálculos parecen indicar que en el interior de los agujeros negros se forma una zona del espacio y del tiempo en la que no se puede definir nada que tenga realidad física.

La mecánica cuántica niega la posibilidad de localizar partículas de manera precisa, y por eso tiene sentido pensar en un volumen. Más aún, esa aglomeración podría constituirse como una estrella, aunque no precisamente en el tipo de estrella que nosotros conocemos. A ésta se la ha dado en llamar “estrella de Planck”.

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Representación artística de dos agujeros negros | Foto: especial

¿Fantasía de la física teórica?

Una característica importante de las estrellas comunes es que en ellas se producen reacciones termonucleares que, además de generar luz y calor, contrarrestan la fuerza gravitacional que amenaza con aplastar a la materia de la que están formadas.

¿Qué tipo de reacción se desarrolla en el centro de las estrellas de Planck para darle sostén? Según las presunciones de los teóricos que han formulado esta hipótesis, la dilatación temporal que resulta de la intensidad de la fuerza gravitacional es suficiente para que esta entidad perdure tanto tiempo como la vida del agujero negro mismo.

Si consideramos que los agujeros negros emiten radiación de Hawking, como se ha pensado y, aunque la pérdida de energía por este fenómeno sería muy lenta, ¿qué ocurrirá con la estrella de Planck que podría estar en su interior cuando el agujero negro se evapore? ¿Qué ocurrirá cuando el agujero haya desaparecido? ¿Tendremos al singular objeto desnudo vagando por el espacio?

¿Qué tipo de reacción se desarrolla en el centro de las estrellas de Planck para darle sostén?

Según esto, a medida que el agujero negro se evapora como resultado de la emisión de radiación de Hawking, su radio disminuye. Al mismo tiempo, el radio de la estrella de Planck crece hasta que ambos coinciden y se cruzan, uno disminuyendo y el otro aumentando. Entonces el agujero desaparece dejando como remanente a la estrella de Planck.
Por ahora ésta es solo una fantasía de la física teórica, pero es también una línea de investigación sobre los agujeros negros.
 

Autor: Gerardo Herrera Corral
Es profesor titular del Departamento de Física del Centro de Investigación y De Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV). Es líder del trabajo de los científicos mexicanos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Es autor de los libros "El Universo, la historia más grande jamás contada" y "El azaroso arte del engaño", entre otros.