martes, 25 de abril de 2017

¿Se ha detectado ya el muro de fuego?

Unos físicos teóricos dicen que los ecos que ven en los datos de LIGO podrían deberse a un muro de fuego.

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Cuando LIGO detectó las ondas gravitacionales generadas en la colisión de dos agujeros negros nos prometieron que se abría una nueva ventana observacional y que iba a ser el comienzo de la astronomía de este tipo de ondas. Al final va a resultar que esa astronomía ha empezado ya casi sin darnos cuenta a partir de esos pocos datos.
Esa detección supuso la confirmación, una vez más, de la Relatividad General (RG). Pero ese mismo descubrimiento puede que marque el principio de su fin. Como toda teoría física, la Relatividad General es sólo una verdad provisional a la espera de otra que la reemplace, pero que englobe gran parte de las predicciones que esa hace a cierto régimen.
El régimen que parece que no puede describir la RG es el cuántico. A escalas de lo muy pequeño parece que la RG se desmorona y predice singularidades en donde la física no parece funcionar. Eso ocurre en el momento cero del Big Bang o en el interior de los agujeros negros. Incluso parece que estos destruyen la información de todo objeto que cae en su seno al cruzar el horizonte de sucesos (HS), aunque la conservación de la información es algo que creemos fundamental. Este asunto de la conservación de la información trae de cabeza a los físicos teóricos desde hace décadas, Hawking incluido.
Últimamente se han propuesto diversas soluciones al problema de la información. En 2013 se sugirió que debe de haber un “muro de fuego” que sustituya al horizonte de sucesos. Esto fue algo que ya vimos en su día en NeoFronteras. Este muro de fuero sería una esfera de partículas de alta energía que quemaría cualquier tipo de materia que ose atravesarlo, pero que, a la vez, impida que la información que porten caiga en el olvido en el interior del agujero negro. Este anillo de fuego contradice la RG y sería de origen cuántico.
¿Podrá la astronomía de ondas gravitacionales aclarar el asunto? Muchos físicos creen que sí, al fin y al cabo, uno de los grandes problemas de la gravedad cuántica es que, hasta ahora, no hay datos experimentales que nos guíen. Unos pocos físicos sostienen que esto es lo que ya sucede con los pocos datos de LIGO de los que disponemos.
Steve Giddings (University of California, Santa Barbara) y colaboradores dicen que han encontrado ecos en la colisión observada por LIGO y que esto es una prueba de la existencia de una estructura planckiana del horizonte de sucesos.
Obviamente las estadísticas de un solo caso no son fiables y habrá que esperar (no mucho) para confirmar o descartar estos ecos.
Si se confirmase sería algo extraordinario, pues no sólo permitiría afirmar que la RG deja de funcionar a ciertos regímenes, como en el interior de los agujeros negros, sino que, además, hay pruebas experimentales de que deja de hacerlo incluso en su borde.
El borde del agujero no es más que su horizonte de sucesos y, por definición, está fuera de cualquier experimento que podamos hacer sobre él. Si se tiene acceso a él o a su equivalente cuántico (sea muro de fuego u otra cosa) a través de las ondas gravitacionales emitidas en la colisión de agujeros negros, se tendrá acceso a una física hasta ahora ignota.
Al poco de hacerse el anuncio de LIGO, Vítor Cardoso (Instituto de Tecnología Superior de Lisboa) propuso que cualquier desviación extraña sobre la predicción de la RG que se observe en los datos de eventos de este tipo recolectados por LIGO podría ser una señal de muro de fuego o alternativas similares.
Los ecos aparecerían en los muros de fuego porque esta estructura tendría una mayor presencia que un mero HS que hace de simple frontera. El borde interno del muro de fuego funcionaría como un HS convencional, pero el borde exterior sería más poroso y las partículas podrían escapar dependiendo de parámetros como el ángulo de incidencia. Pero esto también afectaría a las ondas gravitacionales generadas durante la colisión, que podría rebotar entre el borde interior y exterior produciendo los ecos mencionados al escapar algunas de ellas.
El equipo de Afshordi ha creado un modelo sencillo en el que el agujero negro está rodeado por espejos esféricos que reflejan estas ondas en lugar que el convencional HS. Introduciendo los parámetros físicos de los agujeros negros medidos por LIGO pudieron predecir los tiempos de los ecos. Encontraron que estas predicciones encajaban con los ecos a 0,1, 0,2 y 0,3 segundos que hay en los datos observacionales del evento.
Es pronto para cantar victoria, pues estos ecos podrían ser sólo ruido o una fluctuación estadística, pero es sin duda muy sugerente.
La gran ventaja es que en LIGO se ha realizado recientemente una actualización de los equipos que permitirá que este sea más sensible a partir de ahora. Así que pronto sabremos si estos ecos existen realmente. Los expertos calculan que esto se conseguirá en sólo dos años.
Además del muro de fuego se han propuesto otras alternativas al clásico horizonte de sucesos HS en el que este tendría algún tipo de estructura. Así, por ejemplo, algunas ideas de cuerdas sugieren que el HS sería borroso. Habrá que tener cuidado y evitar que los cuerdistas se sumen el tanto. Los expertos creen que modelos más sofisticados que el de Afshordi podrá distinguir entre los distintos casos.
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