En astrofísica hay un dicho que dice que “los agujeros negros no tienen pelo”. Esto significa que, en la teoría de la relatividad general, los agujeros negros son objetos excepcionalmente simplistas. Todo lo que necesitas para describir un agujero negro es su masa, su carga eléctrica y su velocidad de giro. Solo con esos tres números, tienes todo lo que podrías saber sobre los agujeros negros. En otras palabras, son calvos: no tienen información adicional.
Este aspecto de los agujeros negros es extremadamente frustrante para los astrofísicos, que desean desesperadamente comprender cómo funcionan estos gigantes cósmicos. Pero como los agujeros negros no tienen “pelo”, no hay manera de aprender más sobre ellos y lo que los motiva. Lamentablemente, los agujeros negros siguen siendo algunos de los objetos más desconcertantes y misteriosos del universo.
Pero este concepto de agujeros negros “sin pelo” se basa en nuestra comprensión actual de la relatividad general, tal como la formuló originalmente Albert Einstein. Esta imagen de la relatividad se centra en la curvatura del espacio-tiempo. Cualquier entidad con masa o energía doblará el espacio-tiempo a su alrededor, y esa curvatura le indica a esas entidades cómo moverse.
Sin embargo, ésta no es la única manera de construir una teoría de la relatividad. Existe un enfoque completamente diferente que se centra en la “retorsión”, en lugar de en la curvatura, del espacio-tiempo. En esta imagen, cualquier entidad con masa o energía retuerce el espacio-tiempo a su alrededor, y esa torsión indica a otros objetos cómo moverse.
Los dos enfoques, uno basado en la curvatura y el otro en la torsión, son matemáticamente equivalentes. Pero como Einstein desarrolló primero el lenguaje basado en la curvatura, su uso es mucho más amplio. El enfoque de la curvatura, conocido como gravedad “teleparalela” por su uso matemático de líneas paralelas, ofrece mucho espacio para ideas teóricas intrigantes que no son obvias en el enfoque de la curvatura.
Como ejemplo, un equipo de físicos teóricos exploró recientemente cómo la gravedad teleparalela podría abordar el problema de la vellosidad de los agujeros negros. Detallaron su trabajo en un artículo publicado en la base de datos preimpresa arXiv en julio. La investigación aún no ha sido revisada por pares.
El equipo examinó posibles extensiones de la relatividad general utilizando lo que se llama un campo escalar: un objeto cuántico que habita todo el espacio y el tiempo. Un ejemplo famoso de campo escalar es el bosón de Higgs, que es responsable de dar masa a muchas partículas. Puede haber campos escalares adicionales que habitan el universo y alteran sutilmente el funcionamiento de la gravedad, y los físicos han utilizado durante mucho tiempo estos campos escalares en un intento de explicar la naturaleza de los misterios cósmicos como la materia y la energía oscuras.
En la relatividad general basada en la curvatura regular, hay un número limitado de formas de agregar campos escalares. Pero en la gravedad teleparalela, hay muchas más opciones. Este equipo de investigación descubrió una manera de agregar campos escalares a la relatividad general utilizando el marco teleparalelo. Luego, utilizaron ese enfoque para investigar si estos campos escalares, que de otro modo serían invisibles, podrían aparecer cerca de los agujeros negros.
El resultado final: los campos escalares añadidos a la relatividad general, cuando se exploraban a través de la lente teleparalela, daban algo de pelo a los agujeros negros.
El “pelo” en este caso es la presencia de un fuerte campo escalar cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro. Fundamentalmente, este campo escalar transporta información sobre el agujero negro en su interior, lo que permitiría a los científicos comprender más sobre los agujeros negros sin tener que sumergirse en su interior.
Ahora que los investigadores han identificado cómo dar algo de pelo a los agujeros negros, lo próximo que deben hacer es trabajar en las consecuencias observacionales de estos resultados. Por ejemplo, futuras observaciones de ondas gravitacionales podrían revelar firmas sutiles de estos campos escalares en las colisiones de agujeros negros.
Fuente: Live Science.
