Nuestros primeros atisbos de la física que existe cerca del centro de un agujero negro son posibles gracias a la "gravedad cuántica de bucles", una teoría que utiliza la mecánica cuántica para extender la física gravitacional más allá de la teoría de la relatividad general de Einstein.originado en Penn State y posteriormente desarrollado por un gran número de científicos de todo el mundo, está abriendo un nuevo paradigma en la física moderna. La teoría se ha convertido en un candidato líder para analizar fenómenos astrológicos y cosmológicos extremos en partes del universo, como los agujeros negros,donde las ecuaciones de la relatividad general dejan de ser útiles.
El trabajo previo en la gravedad cuántica de bucles que fue muy influyente en el campo analizó la naturaleza cuántica del Big Bang, y ahora dos nuevos artículos de Abhay Ashtekar y Javier Olmedo en Penn State y Parampreet Singh en Louisiana State University extienden esos resultados al negrointeriores de agujeros. Los documentos aparecen como "sugerencias de los editores" en las revistas Cartas de revisión física y Revisión física el 10 de diciembre de 2018 y también se destacaron en un artículo de Viewpoint en la revista Física .
"La mejor teoría de la gravedad que tenemos hoy en día es la relatividad general, pero tiene limitaciones", dijo Ashtekar, profesor de física de Evan Pugh, titular de la Cátedra de física de la familia Eberly y director del Instituto Estatal de Gravitación y Penn Stateel Cosmos ". 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 resulta deel hecho de que ignora la mecánica cuántica "
En el centro de un agujero negro, la gravedad es tan fuerte que, según la relatividad general, el espacio-tiempo se curva de manera tan extrema que, en última instancia, la curvatura se vuelve infinita. Esto hace que el espacio-tiempo tenga un borde irregular, más allá del cual la física noya existe: la singularidad. Otro ejemplo de singularidad es el Big Bang. Preguntar qué sucedió antes del Big Bang es una pregunta sin sentido en la relatividad general, porque el espacio-tiempo termina y no hay antes. Pero las modificaciones a las ecuaciones de Einstein queLa mecánica cuántica incorporada a través de la gravedad cuántica en bucle permitió a los investigadores extender la física más allá del Big Bang y hacer nuevas predicciones. Los dos documentos recientes han logrado lo mismo para la singularidad del agujero negro.
"La base de la gravedad cuántica de bucles es el descubrimiento de Einstein de que la geometría del espacio-tiempo no es solo una etapa en la que se representan los eventos cosmológicos, sino que es una entidad física que puede doblarse", dijo Ashtekar.una entidad física, la geometría del espacio-tiempo está compuesta de algunas unidades fundamentales, al igual que la materia está compuesta de átomos. Estas unidades de geometría, llamadas 'excitaciones cuánticas', son órdenes de magnitud más pequeños de lo que podemos detectar con la actualidadtecnología, pero tenemos ecuaciones cuánticas precisas que predicen su comportamiento, y uno de los mejores lugares para buscar sus efectos es en el centro de un agujero negro ". Según la relatividad general, en el centro de un agujero negro la gravedad se vuelve infinita.todo lo que entra, incluida la información necesaria para los cálculos físicos, se pierde. Esto lleva a la famosa "paradoja de la información" con la que los físicos teóricos han estado lidiando durante más de 40 años. Sin embargo, las correcciones cuánticas de la gravedad cuántica de buclePermiten una fuerza repulsiva que puede abrumar incluso la fuerza más fuerte de la gravedad clásica y, por lo tanto, la física puede continuar existiendo.Esto abre una vía para mostrar en detalle que no hay pérdida de información en el centro de un agujero negro, que los investigadores ahora están persiguiendo.
Curiosamente, a pesar de que la gravedad cuántica de bucles continúa funcionando donde la relatividad general se rompe, las singularidades del agujero negro, el Big Bang, sus predicciones coinciden con las de la relatividad general con bastante precisión en circunstancias menos extremas lejos de la singularidad ". Es altamenteno es trivial lograr ambos ", dijo Singh, profesor asociado de física en el estado de Louisiana." De hecho, varios investigadores han explorado la naturaleza cuántica de la singularidad del agujero negro en la última década, pero prevaleció la singularidad o los mecanismos queresolvió que desencadenó efectos antinaturales. Nuestro nuevo trabajo está libre de todas esas limitaciones ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Sam Sholtis. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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