Els forats negres podrien tenir sortida

Un estudi d’investigadors de l’Institut de Física Corpuscular (IFIC) revela que la matèria podria sobreviure a la seva incursió en un forat negre. L’IFIC és un centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València i l’estudi ha estat publicat a la revista Classical and Quantum Gravity.

Un dels grans problemes en l’estudi d’un forat negre és que les lleis de la física deixen de tenir-hi sentit, sobretot en les regions més profundes. En aquest lloc, on es concentren grans quantitats de massa i energia, rep el nom de ‘singularitat’, l’espai-temps es corba fins a l’infinit i hi destrueix tota la matèria. O potser no, segons que es desprèn d’aquest treball.

Els físics proposen d’analitzar la singularitat d’aquests objectes com si fos una imperfecció en l’estructura geomètrica de l’espai-temps. La seva interpretació resol el problema de l’infinit al centre del forat negre, diuen en un comunicat.

Segons el parer de Gonzalo Olmo, investigador Ramón y Cajal de la Universitat de València a l’IFIC, ‘els forats negres són un laboratori teòric per a provar noves idees sobre la gravetat’. Al costat de Diego Rubiera, de la Universitat de Lisboa, i Antonio Sánchez, doctorand a la Universitat de València, Olmo analitza els forats negres mitjançant teories que van més enllà de la relativitat general (la teoria d’Einstein que descriu la gravetat i prediu l’existència d’aquests objectes). en aquest enfocament s’apliquen estructures geomètriques similars a les d’un vidre o una làmina de grafè, diferents de les usades tradicionalment en aquest camp.

Segons Olmo, aquest tipus de geometries s’adapta millor al que passa en un forat negre. ‘Igual que els vidres tenen defectes i imperfeccions en l’estructura microscòpica, la zona central d’un forat negre es pot interpretar com una anomalia de l’espai-temps, cosa que requereix nous elements geomètrics per a poder fer-ne una descripció més acurada.’

‘Explorem totes les opcions possibles i ens inspirem en fets observats en la naturalesa’, explica. Unint la gravetat amb aquest tipus de geometries, els investigadors obtenen una descripció dels forats negres on el punt central es converteix en una superfície esfèrica d’àrea mínima. Aquesta superfície la interpreten com l’existència d’un forat de cuc dins el forat negre.

Una ‘porta’
‘La nostra teoria resol de manera natural diversos problemes en la interpretació de forats negres amb càrrega elèctrica’, explica. I afegeix: ‘Resolem el problema de la singularitat, perquè hi ha una porta al centre del forat negre, el forat de cuc, per la qual espai i temps poden continuar.’

Els investigadors treballen amb un dels tipus més senzills de forat negre, que no gira però té càrrega elèctrica. El forat de cuc que prediuen les equacions al centre és més petit que un nucli atòmic.

Així, un hipotètic viatger que entrés en un forat negre d’aquesta classe seria objecte d’un fortíssim estirament quan s’acostés al centre i acabaria semblant un espagueti, amb la qual cosa podria entrar en el forat de cuc. A l’eixida seria compactat novament.

Vistes des de fora, aquestes forces d’estirament i compactació semblarien infinites, però el mateix viatger, vivint-ho en primera persona, només experimentaria forces extremadament intenses sense arribar a ser infinites.

És improbable que el protagonista d’Interstellar pogués sobreviure a un viatge com aquest, però, segons el model proposat pels investigadors de l’IFIC, la matèria no acabaria perduda dins de la singularitat del forat negre, sinó que seria expulsada a una altra regió de l’univers pel forat de cuc del centre.

Un altre problema que es resol amb aquesta interpretació, segons Olmo, és la necessitat d’usar fonts d’energia ‘exòtiques’ per a generar forats de cuc. En la teoria de la gravetat d’Einstein, aquestes ‘portes’ només apareixen en presència de matèria amb propietats inusuals (una pressió o densitat d’energia negatives) que no ha estat mai observada.

‘En la nostra teoria, els forats de cuc apareixen a partir de matèria i energia ordinàries, com pot ser un camp elèctric’, assegura l’investigador de l’IFIC.

L’interès als forats de cuc per a la física teòrica va més enllà de crear ‘túnels’ a l’espai-temps per a connectar dos llocs de l’univers. També ajudarien a explicar fenòmens com l’entrellaçament quàntic i la naturalesa de les partícules elementals.

Gràcies a aquesta nova interpretació, l’existència d’aquests objectes podria ser un poc més d’aquest univers i un poc menys de ciència-ficció, conclouen els especialistes.