Los agujeros negros han sido durante mucho tiempo el centro de atención como objetos celestes de los que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Sin embargo, los físicos teóricos proponen una contraparte menos comprendida pero igualmente fascinante:el agujero blanco .
A diferencia de los agujeros negros, que atraen la materia, los agujeros blancos la repelen.
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En astrofísica, un agujero blanco representa un fenómeno teórico en el que la materia y la luz emergerían de una determinada zona del espacio, en lugar de ser atraídas hacia ella. Es exactamente lo contrario de un agujero negro.
Quizás ya sepas que un agujero negro es un área en el espacio donde la gravedad es tan fuerte que la velocidad de escape supera la velocidad de la luz, lo que hace imposible que la luz escape.
La velocidad de escape se refiere a la velocidad que una cosa tendría que viajar para poder escapar del campo gravitacional de un planeta, como la Tierra, y en su lugar viajar hacia el espacio.
La idea de un agujero blanco tiene sus raíces en la solución del agujero negro de Schwarzschild, que lleva el nombre del físico y astrónomo alemán Karl Schwarzschild, quien la formuló en respuesta a la teoría general de la relatividad de Einstein.
Cuando Schwarzschild estaba formulando ecuaciones que describían los agujeros negros, descubrió que los agujeros blancos podrían existir bajo las mismas leyes de la física que gobiernan los agujeros negros.
Extender sus soluciones para agujeros negros a través de una invariante de inversión de tiempo transformó la singularidad del agujero negro en una singularidad de agujero blanco, un área que expulsaría materia en lugar de atraerla.
En el contexto de la física, la inversión del tiempo significa imaginar un escenario en el que el tiempo fluye hacia atrás, invirtiendo la secuencia de eventos.
La solución de Schwarzschild a las ecuaciones de Einstein describe una singularidad puntual rodeada por un horizonte de sucesos.
La teoría general de la relatividad de Einstein es una teoría sobre la gravedad, que la describe no como una fuerza entre objetos, como la teoría de Newton, sino como una curvatura del espacio y el tiempo causada por la masa y la energía.
Según esta teoría de la relatividad general, los planetas, las estrellas y otros objetos masivos curvan el espacio que los rodea, y esta curvatura del espacio es lo que percibimos como gravedad.
Básicamente, los objetos se mueven a lo largo de estas curvas en el espacio, razón por la cual, por ejemplo, la Tierra orbita alrededor del sol.
Una singularidad puntual es una ubicación en el espacio donde ciertas cantidades (como la densidad o la gravedad) se vuelven infinitamente grandes.
En términos más simples, es como un punto donde todo lo que podemos concebir en el universo entero (incluidas las propias leyes de la física) se desmorona porque todo queda aplastado en un espacio inimaginablemente pequeño.
Los físicos suelen utilizar este concepto para describir el núcleo de un agujero negro, donde toda su masa se concentra en un solo punto.
Un horizonte de sucesos es esencialmente un límite alrededor de un agujero negro más allá del cual nada puede escapar, ni siquiera la luz.
Piense en ello como un punto sin retorno; Una vez que algo cruza este límite, es arrastrado hacia el agujero negro sin posibilidad de salir. Esto hace que el horizonte de sucesos sea la capa más externa de un agujero negro, definiendo el límite donde su atracción gravitacional se vuelve demasiado fuerte para que algo pueda escapar.
Como teorizó Schwarzschild, en el curioso caso de inversión del tiempo, como en un agujero blanco, este horizonte de sucesos se convierte en un límite desde el cual la materia y la luz sólo pueden pasar. escapar, no ser absorbido.
Cuando consideras los agujeros blancos como conceptos en los ámbitos de la gravedad clásica y cuántica, estas ideas se expanden aún más.
La mecánica cuántica, junto con las teorías de la gravedad cuántica, predice fenómenos como la radiación de Hawking, donde los agujeros negros emiten radiación debido a efectos cuánticos cerca del horizonte de sucesos.
Al aplicar la inversión del tiempo a estos procesos, algunos científicos especulan que los agujeros blancos podrían emitir materia y luz de manera similar como un proceso físico que refleja la radiación de Hawking.
La cuestión de si existen los agujeros blancos está plagada de desafíos. Ninguna evidencia observacional respalda directamente la existencia de tales objetos en el universo observable.
Sin embargo, la física teórica ofrece escenarios en los que teóricamente podrían aparecer agujeros blancos. Una posibilidad es durante la inflación cósmica, o una "gran explosión", en el universo temprano, donde la expansión extrema podría haber estirado regiones del espacio-tiempo para crear agujeros blancos.
Otra idea intrigante es la teoría del gran rebote, que sugiere que nuestro universo comenzó como un agujero blanco formado a partir de los restos de un universo padre en colapso.
Andrew Hamilton, un astrofísico, propone que si los agujeros blancos existen, podrían ser restos de agujeros negros supermasivos que sufrieron una transformación gravitacional cuántica, invirtiendo sus funciones de absorber a expulsar masa y energía. Esta teoría se llama gravedad cuántica de bucles.
Esta transformación podría ocurrir potencialmente bajo la influencia de la energía oscura o la materia oscura, que se sabe que afectan al universo. Sin embargo, los físicos aún no tienen una comprensión clara de cómo interactúa la materia oscura con las partículas fundamentales.
Explorar el concepto de agujeros blancos toca otras áreas de la física. Por ejemplo, las lentes gravitacionales (un fenómeno en el que la luz se curva alrededor de objetos masivos como los agujeros negros) podrían aplicarse de manera similar a los agujeros blancos, alterando nuestra percepción del espacio detrás de ellos.
Además, la idea de un universo bebé, nacido potencialmente de las capas exteriores de un universo padre a través de un agujero blanco, se conecta profundamente con la teoría del multiverso, lo que sugiere que nuestro universo podría ser sólo uno de muchos.
Los agujeros blancos también desafían nuestra comprensión del equilibrio térmico en el universo.
Dado que emiten energía y materia en lugar de absorber, en teoría podrían servir como semillas cósmicas, dispersando la densidad de energía y las partículas fundamentales por todo el universo, influyendo así en la formación y evolución de las galaxias de maneras fundamentalmente diferentes a las de los agujeros negros.
Creamos este artículo junto con la tecnología de inteligencia artificial, luego nos aseguramos de que fuera verificado y editado por un editor de HowStuffWorks.
