Los agujeros negros: Monstruos galácticos

1. Agujeros negros
Monstruos galácticos

2. .
En 1915, Albert Einstein desarrolló la teoría de la relatividad general y demostró que la
interacción gravitatoria tenía influencia en la luz. Poco después Karl Schwarzschild
demostró las ecuaciones de Einstein sobre la absorción de la luz por un cuerpo pesado.
En 1939, Robert Oppenheimer predijo que una estrella de gran masa podría sufrir un
colapso gravitatorio y formar agujeros negros.
En 1967, Stephen Hawking y Roger Penrose probaron que los agujeros negros son
soluciones a las ecuaciones de Einstein.
En 1969, John Wheeler acuñó el término “agujero negro” para designar lo que
anteriormente se llamó “estrella en colapso gravitatorio completo”.
En un remolino la velocidad giro del agua
aumenta hacia su centro.
Si un barco, bote o pez se acerca al centro, la
velocidad del remolino puede ser superior a
la máxima velocidad a la que puede navegar
y será absorbido sin posibilidad de escapar.
Es un símil de un agujero negro y su
horizonte de sucesos.
Otro ejemplo.
Símil de agujero Karl
Schwarzschild
Símil de agujero tipo Kerr

3. Si la materia que sufre un proceso de compresión pasa por varios estados, producidos por la
aplicación del principio de exclusión de Pauli.
1. El campo gravitatorio , supera a la agitación térmica, se comprime la materia hasta conseguir
un equilibrio.
2. Si el campo gravitatorio es muy intenso los electrones de la materia se oponen a la
compresión, por el principio de exclusión de Pauli. Los electrones se combinan con los
protones y forman neutrones. Se genera ESTRELLA DE NEUTRONES. Los neutrones son
fermiones y se oponen a una compresión superior
3. Si el campo gravitatorio supera a la exclusión de los neutrones, ya no existe ningún tipo de
fermión ( que se sepa) que pueda formarse para impedir el colapso. Nacerá un agujero
negro.
Diagrama de partículas
elementales
de la Teoría estándar.
No se contempla la
gravitación.
Toda la materia ordinaria está formada
por partículas del primer grupo.
Fermión, partícula con spin semientero.

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Un agujero negro (AN) es una región finita del espacio en cuyo interior existe una
concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo
gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar.
Se denomina VELOCIDAD DE ESCAPE a la velocidad vertical que tiene que tener una
masa para escapar hasta el infinito de la atracción de gravitatoria de otra masa.
Si la masa que atrae es muy pesada, puede ocurrir que la velocidad de escape sea igual o
mayor que la velocidad de la luz. Como sabemos por la Relatividad que la velocidad
máxima en el vacio es la velocidad de la luz, nada puede superarla y por tanto nada puede
escapar de la masa gravitatoria.
Es un sistema gravitatorio que lo engulle todo y en principio, nada puede escapar, ni
siquiera la propia luz y allí deriva el nombre de AGUJERO NEGRO.

5. .
El radio de Schwarzschild es la medida del tamaño de un agujero negro de Schwarzschild,
es decir, un agujero negro de simetría esférica y estático. Se corresponde en este caso con
el radio aparente del horizonte de sucesos (HS).
Puesto que el tamaño de un agujero negro depende de la energía absorbida por el mismo,
cuanto mayor es la masa del agujero negro, tanto mayor es el radio del horizonte de
sucesos que viene dada por:
r=2*G*M /c^2  r= K * M donde:
G es la constante gravitatoria, M es la masa del objeto y c es la velocidad de la luz.
Esta expresión la halló Karl Schwarzschild en 1916 y constituye parte de una solución exacta
para el campo gravitacional formado por una estrella con simetría esférica no rotante. Fue
la primera solución exacta encontrada para las ecuaciones de la relatividad general.
El calculo por mecánica clásica y por relatividad coinciden , en este caso.
El radio de Schwarzschild es proporcional a la masa del objeto.
El radio de Schwarzschild para la masa del Sol es de 3 km, mientras que el radio de un
objeto de la masa terrestre es de tan solo 9 mm.
El agujero negro supermasivo del centro galáctico tiene una masa de unos 4 millones de
masas solares y su radio es, aproximadamente, de 12 millones de kilómetros (40 s. luz).
El gran astrónomo Laplace , en el siglo XVIII, describió las estrella negras, tan masivas que
no dejaban escapar la luz.

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Simulación de la caída de materia
de una estrella vecina y los chorros
de emisión de materia y radiación
que se originan antes de caer en el
agujero negro

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Cuando se calcula el radio que tendría una masa para ser un agujero negro pueden ocurrir
dos casos:
1.- Que el radio calculado sea menor que el radio de la masa. No es un agujero negro,
habría que comprimir la masa hasta hacerla menor o igual al radio calculado para que se
convirtiera en agujero de negro. Es una aproximación suponiendo que la densidad de la
estrella es constante, cosa que sabemos no es verdad.
2.- Si el radio calculado es mayor o igual al de la masa, realmente es un agujero negro.
En el segundo caso, el radio calculado corresponde a una hiper-esfera o esferoide de
espacio-tiempo denominada horizonte de sucesos (HS) u horizonte de eventos.
Todo lo que entra dentro del horizonte de sucesos no puede escapar. Para poder salir
tendría que superarla de la luz en el vacio, prohibido por la teoría de la relatividad.
Dentro del horizonte de sucesos la física clásica y cuántica dejan de funcionar. No sabemos
nada de lo que ocurre en su interior, solo se pueden hacer especulaciones o
extrapolaciones. La física deja de funcionar.
Los agujero negros pueden ser de cualquier tamaño. En el CERN, se sospecha, que se
producen micro agujero negros que desaparecen en poquísimo tiempo, sin crear
problemas. Hay un comité científico que estudia la seguridad ante la posibilidad de que se
genere un agujero negro peligroso.
Se supone que en los centros de cada galaxia hay ,al menos, un agujero muy masivo con
masa de cientos de miles o millones masas solares.

8. .
Simulación de lente gravitacional por un
agujero negro que distorsiona la imagen
de una galaxia en el fondo. La luz
procedente de la galaxia sufre la atracción
del agujero negro distorsionando la
imagen. Estos anillos denominados de
Einstein están contemplados en la teoria
de la relatividad. Anillos de Einstein, en este caso producidos por
una gran masa, pero que no es un agujero negro

9. .
Materia que atraviesa el H.S.
Representación artística de un agujero
negro con una estrella compañera que se
mueve en órbita alrededor, excediendo
su límite de Roche. La materia que cae
forma un disco de acreción con algo de
materia expulsada
en chorros polares colimados, altamente
energéticos. En esos chorros se producen
también rayos X y gamma

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En la actualidad se piensa en 4 posibles orígenes para un agujero negro:
1.-Estallido de Super-Nova, unas estrellas muy masivas que dejan detrás un resto de masa de
varias masas solares, que terminan en agujeros negros con masas entre 3 y 50 masas solares.
2.- No es imposible que en el Big-Bang la gran presión reinante aplastara alguna irregularidad de
la materia original, comprimiéndola hasta el RS o HS. Son los Mini Agujeros Negros o Agujeros
Negros Primigenios, su masa variaría entre fracciones de gramo hasta masas planetarias. Los
más pequeños se habrán evaporado ya.
3.- Por coalescencia (propiedad de las cosas de unirse o fundirse) de materia por acción de la
gravedad en lugares donde la densidad es muy elevada, como los cúmulos globulares cerrados
o en los núcleos de los bulbos galácticos, su masa sería de miles de masas solares.
4.- Por la absorción de materia de una compañera de una estrella de neutrones o por fusión de
una estrella de neutrones con otro tipo de estrella. La masa total tendría que superar cuatro
masas solares.

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Supongamos que alrededor del núcleo estelar en colapso colocamos un observatorio y sobre
la superficie de dicho núcleo un astronauta que enviara una señal de radio cada segundo, la
masa alcanzará el Radio de Schwaizschild ( RS o HS) a las 09:00 Hs.:
1.-El observador notará primero que se encuentra en una situación de ingravidez, ya que la
superficie del núcleo estelar está en caída libre (la ingravidez se deriva de la falta de acción
gravitatoria).
2.-Luego notará que todos los elementos del núcleo estelar desaparecen súbitamente,
primero los más lejanos y luego los más cercanos. Esto es porque el núcleo está
disminuyendo su radio aceleradamente, lo que causa que el horizonte sea cada vez mas
cercano.
3.-Luego notará que la radiación que provenga del espacio se corre hacia mayores longitudes
de onda, corrimiento hacia el rojo por velocidad radial positiva (de alejamiento) de las
fuentes radiantes. Esto también es porque él está en caída libre.
4.-No se dará cuenta del momento en que atravesará el límite crítico de Schwaizschild.
5.-Si pudiera parar su caída hacia el centro del núcleo, luego de atravesar el límite de
Schwaizschild, vería que la radiación aparece corrida al azul. Esto es porque él se quedaría
quieto pero la radiación seguiría entrando en el agujero negro (por el potencial gravitatorio
de la curvatura espacio-temporal).

12. .
Fuera del agujero negro un cuerpo puede moverse en cualquiera de las tres dimensiones
espaciales, pero no así en la temporal, ya que la flecha del tiempo apunta inexorablemente al
futuro.
Al sobrepasar el límite de Schwaizschild el astronauta podrá, desde el punto de vista formal,
moverse un poco hacia el presente y hacia el pasado, pero en cuanto a las dimensiones
espaciales sólo podrá caer.
Fuera del agujero negro existe la dictadura del tiempo, dentro del mismo existe la dictadura del
espacio que se achica cada vez mas.
En cuanto a los que permanezcan en el observatorio exterior:
-Al principio no notaran nada.
-Cuando el explorador envíe la señal de las 08:59:59 notaran un leve atraso en la recepción.
-Deberán sintonizar nuevamente la radio ya que la longitud de onda de la señal emitida por el
astronauta será cada vez menor.
-La señal de las 09:00:00 jamás será recibida. Este es el momento en que el núcleo estelar llega
al RS , por lo que visto desde afuera la imagen del astronauta continuará cayendo eternamente
(la visión que se tenga de él desde el exterior quedará congelada como una foto), pero ira
perdiendo luminosidad. La señal no se recibirá nunca porque desde el momento en que el
astronauta cruza el RS ya nada puede salir del agujero negro.

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Es por esto que al Límite de Schwaizschild se le llama ‘Horizonte de Sucesos (HS)’. Todo entra,
pero en principio nada puede salir, perdiéndose toda estructura organizada de materia, ya que
a los efectos formales la materia del agujero negro es ¿retraída afuera del Universo?.
Pero sin embargo, hay 3 maneras en que el agujero negro sigue comunicado con el exterior:
a) Con su masa, actuando sobre la materia que está a su alrededor
b) Con su momento angular, ya que la velocidad de rotación es capaz de arrastrar al espacio
adyacente.
c) Si un agujero negro tiene carga eléctrica, podría detectarse en el exterior.
Comentario propio: No entiendo como pueden comunicarse con el exterior.
Los AN no tienen pelos, teorema de no pelo, teorema sin pelo, postula que todas las
soluciones del agujero negro descritas en las ecuaciones de Einstein-Maxwell de gravitación y
electromagnetismo en la relatividad general pueden ser caracterizadas por solo tres parámetros
observables de manera externa: su masa M, su carga Q y su momento angular.
Es resto de la información acerca de la materia que forma el agujero negro o que está cayendo
en él, desaparece detrás del horizonte de sucesos y es permanentemente inaccesible a un
observador externo (paradoja de la información del agujero negro).

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La perdida de información al caer en un agujero es un tema candente que produce
controversias a los físicos del más altos nivel. El motivo es que la teoría cuántica no admite la
perdida de información y si es cierto que se produce la perdida, la invalidaría .
La teoría de los agujeros negros “sin pelo” afirma que la masa , el momento y la carga se
conservan y son observables en el exterior del Rs, eso da pie a considerar varios tipos de
agujeros negros: estáticos, rotatorios , cargados eléctricamente y las combinaciones posibles.
Otro fenómeno posible es el de la espaguetización, un objeto dentro del agujero negro sufrirá
importantes fuerzas de marea que tiraran de el hasta atomizarlo primero y luego
descomponerlo en quark.
Por la estructura radial de la esfera espacio-tiempo, el propio espacio- tiempo y la materia que
contiene, al caer se ira reduciendo hasta llegar al centro donde se convertirá en un punto
adimensional con una curvatura infinita. La aparición de infinitos no renormalizables denota
fallos en las teorías.

15. .
Los fisicos/matemáticos teóricos Penrose y Hawking han producido grandes avances en
la teoría de los agujeros negros.
Penrose: Censura cósmica. Las singularidades que aparecen en las soluciones de
las ecuaciones de campo de Einstein permanecen típicamente ocultas al estar
circundadas de un horizonte de sucesos y por lo tanto, no pueden ser vistas desde el
resto del espacio-tiempo. Las singularidades que no están ocultas se denominan
desnudas. La hipótesis de censura cósmica débil conjetura que no existen más
singularidades desnudas en el universo, aparte de la singularidad del Big Bang.
Describió una maquina para obtener
energía de un agujero negro en rotación.
Hawking realizo un avance importante al aplicar el concepto de entropía y por tanto de
temperatura al horizonte sucesos. En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es
una magnitud física que para un sistema termodinámico en equilibrio mide el número
de microestados compatibles con el macroestado de equilibrio, también se puede decir
que mide el grado de organización del sistema, o que es la razón de un incremento entre
energía interna frente a un incremento de temperatura del sistema.
La entropía es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema
aislado, no decrece en el transcurso de un proceso que se da de forma natural. La
entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos.

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Otra consecuencia del tratamiento termodinámico de Hawking , es que los AN radian energía
como si fueran un cuerpo negro que tenga la temperatura del horizonte de sucesos.
Según Hawking, los AN además de su masa, su momento cinético y carga, tienen
temperatura en el HS, entropía del AN y radiación térmica emitida por el HS.
Al ser la energía de espectro térmico, no contiene información, salvo la temperatura.
GRAN POLEMICA CIENTIFICA.
Mecanismo: Hawking cree que una de las partículas de los
pares virtuales que se crean espontáneamente en el vacio,
por el principio de indeterminación, cae dentro de HS,
dejando libre a la otra, que pasaría de ser virtual a real. Es la
radiación de Hawking.
Realmente la radiación no sale del AN, se generan muy cerca
del HS, en su zona externa.

17. La radiación de Hawking para un agujero Schwarzschild y
la radiación de Unruh para un observador acelerado son:
Aplicando las ecuaciones anteriores al caso solar, si éste se llegara a convertir en un agujero
negro, tendría una temperatura de radiación de tan sólo 60 nK (nanokelvin). Esta temperatura
de radiación es notablemente inferior a la temperatura debida a la radiación de fondo de
microondas, que es superior a los 2.7 K, por lo que si existe la radiación de Hawking, ésta podría
ser indetectable.
Según la formula del Th, mientras más pequeña es la masa del agujero, mayor será su
temperatura superficial y su radiación como como cuerpo negro será mucho mayor ( k* T^4).
Eso quiere decir que la evaporación de un agujero negro es un proceso acelerado. Este es uno
los finales previstos para el Universo.

18. .
Al fundirse dos agujeros negros, la entropía del conjunto es siempre mayor que la suma de
las dos entropías iniciales. Un agujero negro no puede dividirse, siempre crece.
El horizonte de sucesos formado es mayor que el mayor de los dos iniciales.
Otros físicos resolvieron las ecuaciones de campo para los distintos tipos de agujeros
negros y tomaron el nombre de sus descubridores.
Agujero de Schwarzschild
Es el más simple, es aquel que se define por un solo
parámetro, la masa M, más concretamente el agujero
negro de Schwarzschild es una región del espacio-tiempo
que queda delimitada por una superficie imaginaria
llamada horizonte de sucesos. Esta frontera describe un
espacio del cual ni siquiera la luz puede escapar, de ahí el
nombre de agujero negro. Dicho espacio forma una esfera
perfecta en cuyo centro se halla la singularidad; su radio
recibe el nombre de radio de Schwarzschild.

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Agujero Kerr
Un agujero negro de Kerr se forma por el colapso gravitacional de una estrella masiva
rotativa, o por el colapso de una colección de estrellas o gas con un momento angular
total distinto de cero. Como la mayoría de las estrellas giran, se espera que la mayor parte
de los agujeros en la naturaleza sean agujeros negros en rotación.
Un agujero negro en la Vía Láctea, GRS 1915+105, puede girar entre 950 y 1150 veces por
segundo, que se aproxima al límite superior teórico.
Un agujero negro de Kerr es una región
no isótropa que queda delimitada por un horizonte
de sucesos y una ergoesfera presentando notables
diferencias con respecto al agujero negro de
Schwarzschild.
Esta nueva frontera describe una región donde
la luz aún puede escapar pero cuyo giro induce
altas energías en los fotones que la cruzan.
Debido a la conservación del momento angular,
este espacio forma un elipsoide, en cuyo interior se
encuentra un solo horizonte de sucesos con su
respectiva singularidad, que debido a la rotación
tiene forma de anillo.

20. • La ergoesfera y los viajes en el tiempo.
• Dentro de la ergoesfera no existe el reposo. Es imposible que un cuerpo no
se mueva, pues el propio espacio gira en torno a la singularidad por lo que
la materia que se encuentre en esa región rotará junto a ella. Este hecho
según la teoría de la relatividad conlleva curiosas consecuencias. La
observación de un cuerpo que viajara suficientemente rápido sobre la
ergosfera podría dar una velocidad relativa con respecto a nosotros
superior incluso a la velocidad de la luz c.
• En ese caso, tal objeto simplemente desaparecería de nuestra vista.
Llegaría a su destino antes de que hubiese partido, lo que en términos
físicos significa que habría viajado al pasado. Por esa sorprendente idea
las ergoesferas se conciben, por los físicos teóricos, como verdaderas
máquinas del tiempo naturales. Máquinas donde, en cualquier caso, no se
puede viajar más allá del momento en que se formó el agujero en
cuestión.

21. .
Proceso de Penrose ( Roger), para obtener energía gratis.
De un agujero negro con sólo masa (de Schwarzschild) no se puede
obtener trabajo, sin embargo, un agujero negro rotativo( de Kerr)puede
ser utilizado para extraer energía “gratis” de su campo gravitatorio. Ello
requiere frenarlo, extrayendo parte de su energía de rotación en ese
proceso. Penrose propone lanzar un proyectil de tal manera que en un
punto determinado de su camino en la ergosfera se divide en dos
partes. Una parte es capturada por el agujero negro, mientras que la
otra incrementa su velocidad, su energía cinética, que puede utilizarse
de forma “práctica”. En este proceso el agujero negro se frena, pierde
energía de rotación, que es recuperada por el fragmento que escapa. Es
un proceso parecido a la ayuda gravitatoria usado para acelerar los
satélites. El rendimiento de este proceso seria muy elevado.
Agujero negro rotatorio de Kerr
Ergosfera
Maquina de Penrose

22. Proceso de Penrose.
• Debido a que la ergosfera se encuentra fuera del horizonte de sucesos, en
esta región pueden escapar objetos del tirón gravitacional de un agujero
negro. Un objeto puede ganar energía cinética al entrar en el campo
gravitatorio de un agujero negro rotativo y después escapar de él,
llevándose consigo parte de la energía del agujero negro.
• Este proceso de absorción de energía de un agujero negro rotativo se le
llama Proceso Penrose y fue desarrollado en 1969 por el
matemático Roger Penrose.
• La extracción máxima teórica de energía que se puede extraer es del 29%
del total de energía. Cuando toda la energía giratoria es absorbida, el
agujero negro pierde su giro y la ergosfera deja de existir.
• Este proceso es el que podría explicar por qué los agujeros negros
desprenden llamaradas de rayos gamma. Los modelos computarizados
han demostrado que el proceso de Penrose sería el responsable de las
emisiones de partículas de alta energía que se están observando
por quasares y otros núcleos activos de galaxias.

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Agujero negro de Reissner-Nordström
Es un agujero negro estático, con simetría esférica y con carga eléctrica, viene definido por
dos parámetros: la masa M y la carga eléctrica Q. Su solución fue obtenida en 1918 por el
matemático Hans Reißner y el físico teórico Gunnar Nordstrøm a las ecuaciones de
campo de relatividad en torno a un objeto masivo eléctricamente cargado y carente
de momento angular. Los agujeros de Reissner-Nordstrøm son un subtipo de agujero negro
de Kerr-Newman.
Es una región isótropa que queda delimitada por dos horizontes de sucesos:
Uno externo llamado sin más horizonte de sucesos
Otro interno llamado horizonte de Cauchy.
Dichos espacios forman una esfera perfecta, debido a la carencia de momento angular, en
cuyo centro se encuentra una singularidad espaciotemporal simple, a diferencia del caso
más general de un agujero negro de Kerr-Newman que puede presentar singularidades en
forma de toro o anillo.
Agujero Kerr-Newman
Agujero Reissner-Nordström
Si J=0

24. .
Agujero negro de Kerr-Newman
Es aquel que se define por tres parámetros: la masa M, el momento angular J y la carga
eléctrica Q. Esta solución fue obtenida en 1960 por los matemáticos Roy Kerr y Erza
Newman a las ecuaciones de campo de la relatividad para objetos masivos eléctricamente
cargados y con conservación de momento angular.
Es una región no isótropa que queda delimitada por tres zonas:
Un horizonte de Cauchy, un horizonte de sucesos externo y una ergoesfera. Debido a la
conservación del momento angular, la forma que toma el conjunto es la de un elipsoide,
que en cuyo interior contiene una singularidad en forma de anillo o toro comprimido
a volumen prácticamente cero (el caso contrario sería un agujero negro de Reissner-
Nordström).

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Agujero de Kerr-Newman
Velocidad de giro. Cuando la velocidad de giro tiende a ser muy grande, el horizonte de sucesos
se divide en dos, lo que genera enormes corrientes de dirección única entre ellos, afectando al
límite estático de la ergoesfera, que fuerza a algunos fotones a ser emitidos como rayos gamma.
Otro fenómeno común en este tipo de agujeros, y cuya energía depende directamente de su
velocidad, es la formación de intensos campos magnéticos y corrientes de gas ionizado
perpendiculares al disco de acreción que se arremolina en torno a la ergoesfera.
Sobre la relación Q y J con M en el radio giromagnético. Los valores que toman la carga
eléctrica y el momento angular son muy importantes en la anatomía de un agujero negro de
Kerr-Newman, debido a que es su relación la que determina el límite concreto entre sus
horizontes de sucesos y el radio giromagnético o momento magnético dipolar siendo su
fórmula: rg=2Mm (Q *J) donde rges el radio giromagnético y m es el momento magnético.
Existen básicamente tres relaciones:
| Q | ^ J < M, aquí el momento magnético dipolar es mayor, lo que significa que se genera
un ligero efecto de electro-imán fuera de la ergoesfera. Los horizontes de sucesos se
mantienen a prudente distancia.
|Q | ^ J = M, para este caso el dipolo es normal, creándose un campo magnético
moderado. Los horizontes de sucesos se fusionan en uno único que rodea a la singularidad
en forma de anillo.
| Q | ^ J > M, este caso en particular no es el más común, aquí el efecto del campo
magnético es muy intenso y los horizontes de sucesos desaparecen dejando a la
singularidad visible; esto parece estar prohibido por la regla del censor cósmico ideada
por Roger Penrose, que no permite singularidades desnudas.

26. • Hasta aquí las teorías y suposiciones
sobre agujeros negros, extrapolando la
relatividad a un entorno donde no se
sabe si funciona.
• Cuando se fotografié el entorno de un
agujero negro, dispondrán de más
información.

27. .
Lee Smolin es un físico teórico dedicado al estudio de
la gravedad cuántica, la cosmología y la teoría cuántica.
Es un físico de prestigio, muy conocido por proponer
una aproximación diferente al problema de la unificación
de la “teoría de la relatividad” con la “física cuántica”,
llamada “Teoría de la Gravedad Cuántica de Bucles”.
http://ramanujan25449.blogspot.com/2014/05/trascend
encia-de-los-agujeros-negros.html
Las hipótesis que hace Smolin tienen que ver con el estadio final del colapso gravitatorio en su
interior y son las siguientes:
a) No hay verdadera “singularidad” dentro del agujero negro, debido a las fluctuaciones
cuánticas, con lo que podría producirse un “rebote” que generaría una expansión del espacio en
su centro. Nacería así un nuevo Universo descendiente de aquel en el que se generó el
agujero negro. Estaría ligado a él únicamente en el momento de la concepción para luego
independizarse por completo y convertirse en un nuevo Universo desconectado del Universo
padre.
b) El Universo concebido en el seno de un agujero negro conserva, aproximadamente, las
propiedades de su Universo progenitor, de modo que, aunque no exactamente iguales, el juego
de leyes y constantes físicas básicas se transmitiría de padre a hijo, con pequeñas
modificaciones aleatorias.
c) Habría que añadir una tercera condición no mencionada por Smolin y es que, en el supuesto
de que se produjera ese supuesto “rebote”, la “entropía” (el nivel de desorden) se tendría que
“rebobinar” y volver a colocarse en valores mínimos, con el fin de que pudieran desarrollarse
procesos de intercambio de energía conforme al “Segundo Principio de la Termodinámica”.
Teorías y
solo
teorías

28. .
Agujeros de Gusano
En física, un agujero de gusano, también conocido como puente de Einstein-Rosen es una
hipotética característica topológica de un espacio-tiempo, descrita en las ecuaciones de
la relatividad general, que esencialmente consiste en un atajo a través del espacio y
el tiempo. Un agujero de gusano tiene por lo menos dos extremos conectados a una
única garganta, a través de la cual podría desplazarse la materia ordinaria.
Hasta la fecha no se ha hallado ninguna evidencia de que el espacio-tiempo conocido
contenga estructuras de este tipo, por lo que en la actualidad es solo una posibilidad teórica
en la ciencia.
Se sabe que los agujeros de gusano de Lorentz son posibles dentro de la relatividad general,
pero la posibilidad física de estas soluciones es incierta.
Lo que si es cierto, es que sin una solución de este tipo, jamás podremos viajar a otros
sistemas solares.

29. .
John A. Wheeler y Robert W. Fuller publicaron un artículo en el que divulgaban la demostración
de que este tipo de agujero de gusano es inestable y se desintegraría instantáneamente tan
pronto como se formase, teóricamente solo es estable si se emplea materia extraña.
Todo a agujero de gusano esta formado por uno o varios agujeros negros, una sola garganta y
uno o varios agujeros blancos.
Agujero blanco
Es el término propuesto para definir una solución de las ecuaciones del campo gravitatorio
de Einstein, cuya existencia se cree imposible, debido a las condiciones tan especiales que
requiere.
Se trata de una región finita del espacio-tiempo, visible como objeto celeste con
una densidad tal que deforma el espacio pero que, a diferencia del agujero negro, deja
escapar materia y energía en lugar de absorberla. De hecho ningún objeto puede permanecer
en el interior de dicha región durante un tiempo infinito. Por ello se define un agujero blanco
como el reverso temporal de un agujero negro: el agujero negro absorbe a su interior a la
materia, en cambio el agujero blanco la expulsa.
Cosas hipotéticas
http://web.archive.org/web/http://www.investigacionyciencia.es/Archivos/08-06_Emparan.pdf
MIguelAlcubierre es más conocido por haber desarrollado un modelo matemático que
permitiría viajar más rápido que la luz.
https://es.wikipedia.org/wiki/Miguel_Alcubierre
https://es.wikipedia.org/wiki/Curvatura_(Desplazamiento)

30. .
Los agujeros negros no existen, dice Stephen Hawking, al menos no como los imaginamos
( ultimas noticias para comentar si queda tiempo).
En esta concepción, toda información sobre cualquier cosa que atraviese el horizonte de sucesos
de un agujero negro se destruye para siempre. Por otro lado la física cuántica, la mejor
descripción disponible del comportamiento del universo a escala subatómica, indica que la
información no se puede destruir en ningún caso, lo que determina un conflicto teórico
fundamental.
Sin horizonte de sucesos
Para resolver la paradoja, Hawking sugiere ahora que los agujeros negros no tienen un horizonte
de sucesos, por lo que no destruyen la información.
«La ausencia de horizonte de sucesos significa que no hay agujeros negros, en el sentido de
sistemas de los que no puede escapar la luz», escribió Hawking en un artículo publicado en la
red el 22 de enero. El artículo se basa en una conferencia que dio él mismo en agosto del año
pasado en un seminario organizado por el Instituto Kavli de Física Teórica, en Santa Bárbara,
California.
Hawking postula que, en lugar de horizonte de sucesos, los agujeros negros poseen un
«horizonte aparente», detrás del cual la materia y la energía quedan atrapadas solo
temporalmente, ya que pueden reemerger en forma de radiación. Esa radiación contiene toda la
información original sobre lo que ha entrado en el agujero negro, pero dispuesta de una manera
radicalmente diferente. Puesto que la información saliente está desordenada, escribe Hawking,
no existe ningún medio práctico de reconstruir lo que ha entrado a partir de esa información. El
desorden es atribuible a la naturaleza caótica del horizonte aparente, que en ese sentido se
podría comparar con el tiempo meteorológico en la Tierra.

31. .
Sin cortafuegos
El razonamiento de Hawking contra el horizonte de sucesos también parece eliminar los
llamados «cortafuegos», abrasadoras zonas de intensa radiación situadas en el horizonte de
sucesos o sus proximidades, cuya existencia han propuesto recientemente algunos científicos,
en medio de una considerable controversia.
Para comprender la importancia de esta revisión, merece la pena recordar que hace algunas
décadas Hawking reveló que los agujeros negros no son completamente «negros», sino que
emiten radiación más allá del horizonte de sucesos, porque la energía de su campo gravitatorio
determina la aparición espontánea de pares de partículas en el vacío circundante.
Con el tiempo, la producción de la llamada «radiación de Hawking» hace que el agujero negro
pierda masa o incluso que se evapore por completo.
Según esta teoría, los pares de partículas creados alrededor del agujero negro deben estar
entrelazados, lo que significa que el comportamiento de cada una de las partículas de un par
está relacionado con el de la otra, con independencia de la distancia. Uno de los miembros de
cada par cae en el agujero negro, mientras que el otro escapa.
Sin embargo, análisis recientes sugieren que cada partícula que abandona un agujero negro
también debe estar entrelazada con cada una de las partículas que han escapado
anteriormente. Esto contradice un principio bien establecido de la física cuántica, según el cual
el entrelazamiento siempre es «monógamo», lo que significa que dos partículas, y solo dos,
están emparejadas desde el momento de su creación.
Como ninguna partícula puede tener dos tipos de entrelazamiento al mismo tiempo –el que la
empareja con la otra partícula del par original y el que la une con todas las partículas que han
abandonado con anterioridad el agujero negro–, uno de los dos tipos teóricamente debe
anularse, lo que liberaría cantidades enormes de energía y generaría un cortafuegos.

32. .
Como ninguna partícula puede tener dos tipos de entrelazamiento al mismo tiempo –el que
la empareja con la otra partícula del par original y el que la une con todas las partículas que
han abandonado con anterioridad el agujero negro–, uno de los dos tipos teóricamente
debe anularse, lo que liberaría cantidades enormes de energía y generaría un cortafuegos.
Los cortafuegos cumplen las leyes de la física cuántica, y por lo tanto resuelven el dilema
planteado por los agujeros negros en lo referente al entrelazamiento. Pero plantean otro
problema al contradecir el bien establecido «principio de equivalencia» de Einstein, el cual
implica que cruzar el horizonte de sucesos de un agujero negro no debería tener nada de
destacable. Un hipotético astronauta que lo atravesara ni siquiera debería notarlo. Sin
embargo, si hubiera un cortafuegos de por medio, el astronauta quedaría instantáneamente
incinerado. Puesto que esa eventualidad viola el principio de Einstein, Hawking y otros
investigadores han intentado demostrar la imposibilidad de los cortafuegos.
«Se diría que Hawking reemplaza el cortafuegos por una pared caótica», dice el físico Joe
Polchinski, del Instituto Kavli, que no ha participado en los trabajos del físico británico.
Cuestiones abiertas
Aunque el físico cuántico Seth Lloyd, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT),
considera que la idea de Hawking es buena para evitar los cortafuegos, también ha dicho
que en su opinión el concepto no resuelve todos los problemas que plantean los
cortafuegos.
«Yo recomendaría precaución antes de afirmar que Hawking ha encontrado una solución
nueva y espectacular, capaz de resolver todas las cuestiones relacionadas con los agujeros
negros –ha dicho el físico teórico Sean Carroll, del Instituto Tecnológico de California
(Caltech), que no participó en el estudio–. Esos problemas están muy lejos de quedar
resueltos.»

33. .
El físico teórico Leonard Susskind, de la Universidad Stanford en California, quien tampoco
ha participado en la investigación de Hawking, sugiere que podría haber otra solución para
las dificultades que plantean los agujeros negros. Por ejemplo, en sus trabajos con su colega
Juan Maldacena, Susskind ha sugerido que el entrelazamiento puede estar vinculado con
los agujeros de gusano, es decir, atajos que en teoría conectarían puntos distantes en el
espacio y el tiempo.
Esa línea de razonamiento podría servir de base para una investigación que resuelva la
controversia de los cortafuegos, en opinión de Susskind.
El físico teórico Don Page, de la Universidad de Alberta en Edmonton, Canadá, señaló que
no será posible en un futuro inmediato hallar pruebas que respalden la idea de Hawking.
Los astrónomos no podrán detectar ninguna diferencia en el comportamiento de los
agujeros negros respecto a lo que ya han observado.
Aun así, Page ha afirmado que la nueva propuesta de Hawking «podría conducir hacia una
teoría más completa en relación con la gravedad cuántica que formule predicciones
comprobables».
Carroll piensa prestar mucha atención a Hawking en los próximos días. «Es muy probable
que tenga argumentos mucho mejores que aún no ha publicado», afirma.

34. .
La investigación sobre agujero negros es de permanente actualidad y constantemente se
publican trabajos teóricos ( especulativos) sobre ellos.
Casi todo lo expuesto son especulaciones que difícilmente se podrán comprobar, están
en el rango de la física teórica/metafísica.
Cada vez es más necesaria una unificación de la relatividad y la mecánica cuántica, una
“Teoría del Todo”, que nos permita entrar en el horizonte de sucesos.
Muchas gracias por la atención mantenida
sobre un tema tan abstracto.
Preguntas ( fáciles, por favor).
Leer: http://bio.m2osw.com/gcartable/muros_de_fuego.htm
Referencias : Wikipedia.
https://es.wikipedia.org/wiki/Métrica_de_Alcubierre
http://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/los-agujeros-negros-no-
existen-dice-stephen-hawking-al-menos-no-como-los-imaginamos_7983