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Agujeros negros en el Universo
Rajibul Sheikh, del Instituto Tata de investigación básica en India, ha propuesto una forma de distinguir las Gargantas de los agujeros de gusano de los agujeros negros. Preimpresión de un artículo científico con cálculos teóricos de física publicado en el sitio arXiv.org.
Un agujero de gusano (también conocido como un agujero de gusano y un agujero de gusano) es un objeto hipotético que en cada momento representa un "túnel recto" entre ciertas regiones del espacio. Imaginemos una hoja de papel arrugada. Se puede viajar sin salir de su superficie. Entonces, para llegar del punto A al punto B, tendrá que superar fielmente todas sus curvas. Y puede "perforar" la superficie y llegar al punto correcto en el otro lado directamente. Esa es la oportunidad que ofrece el agujero de gusano (aunque no a las naves espaciales, sino a los fotones en el mejor de los casos).
Los agujeros de gusano han excitado durante mucho tiempo la imaginación de los físicos, porque es una forma de mirar en áreas del espacio que no están disponibles para la observación directa debido a la muy pequeña velocidad de la luz en la escala del Cosmos. Además, según algunas teorías, los agujeros de gusano conectan diferentes universos en el Multiverso. Es posible mirar hacia otro universo.
La presencia de agujeros de gusano no contradice la teoría general de la relatividad de Einstein, la teoría del espacio – tiempo más profunda y mejor probada hasta la fecha. Es cierto que para mantener el topo se necesitan formas exóticas de materia, de cuya existencia los físicos aún no están seguros.
Donde los teóricos carecen de conocimiento, la observación puede ayudar. La dificultad es que, para un astrónomo, la "entrada" al agujero de gusano (la garganta, como dicen los expertos) debería verse casi igual que un agujero negro.
Como se sabe, los agujeros negros no se observan directamente, sino que también son negros. Se detectan gracias al brillo de la materia que cae sobre ellos, los parámetros de las órbitas de los cuerpos satélites y, más recientemente, también las ondas gravitacionales. Sin embargo, hasta ahora, los astrónomos no sabían cómo distinguir un agujero negro de un agujero de gusano.
El Jeque propone este método. Se basa en una estructura especial que se forma debido a los efectos de la gravedad del agujero negro en los fotones que lo rodean. Es un área oscura característica sobre un fondo brillante, la llamada sombra. La fuente de" iluminación " necesaria para crear una sombra puede ser tanto un disco de materia que cae en un agujero negro (un disco de acreción, como dicen los expertos), como otros cuerpos celestes.
El físico consideró una clase particular de agujeros de gusano, los llamados agujeros de gusano de Theo. Teóricamente estudió la dependencia de la forma de la sombra del cuello en la velocidad de su rotación alrededor de su eje. Luego, el autor comparó los hallazgos con el comportamiento del modelo de agujero negro giratorio más popular, conocido como el agujero negro de Kerr.
Según la publicación ScienceAlert, resultó que con una rotación lenta, la garganta del agujero de gusano no se puede distinguir de un agujero negro. Sin embargo, si el objeto gira más rápido, la forma de la sombra nos permite decir si el agujero negro está frente a nosotros o aún la garganta de un agujero de gusano. Es importante que tales velocidades no sean prohibitivamente altas y puedan observarse en la realidad.
"Los resultados obtenidos aquí muestran que los agujeros de gusano que se consideran en este trabajo y tienen una velocidad de rotación razonable alrededor de su eje, gracias a las observaciones de sus sombras, se pueden distinguir de los agujeros negros", escribe Sheikh en una anotación de su artículo.
La dificultad radica en el hecho de que, hasta la fecha, nunca se han observado sombras de los agujeros negros ni de las Gargantas de los agujeros de gusano. La razón es que requiere una resolución muy alta (la capacidad de distinguir detalles finos). Sin embargo, el sistema de radiotelescopios EHT, diseñado para "ver" directamente el horizonte de eventos del agujero negro, supuestamente tiene los parámetros necesarios y ya ha realizado las primeras observaciones.
Los científicos de la Universidad Johns Hopkins han propuesto la hipótesis de la existencia de un tipo especial de objetos cósmicos que son invisibles y curvan la luz como agujeros negros, pero no tienen el horizonte de eventos clásico. El descubrimiento se informa en un artículo publicado en la revista Physical Review D.
Los investigadores utilizaron la teoría de cuerdas para realizar una búsqueda teórica de objetos que podrían reproducir los mismos efectos gravitacionales que los agujeros negros. Descubrieron que los solitones topológicos corresponden a esta condición, que son un tipo inusual de deformación del espacio y el tiempo que involucra mediciones compactas adicionales.
Las simulaciones por computadora han demostrado que los solitones topológicos, a diferencia de los agujeros negros normales, emiten débiles rayos de luz que de otro modo no podrían escapar de la gravedad de un agujero negro real. Los fotones se mueven a lo largo de numerosas trayectorias curvas, lo que hace que la sombra del agujero negro falso parezca borrosa. En un agujero negro ordinario, tal sombra define los límites del horizonte de eventos, un área de la que la luz no puede escapar.
Los solitones topológicos son el resultado de una modificación realizada en 2021 de la teoría general de la relatividad de Einstein con la ayuda de algunas conclusiones de la teoría de cuerdas. Representan un ejemplo de objetos exóticos dentro del marco de la gravedad cuántica, que intenta reconciliar la mecánica cuántica y los efectos de la teoría de la relatividad. Sin embargo, incluso sin el uso de la teoría de cuerdas, es posible la existencia de otros objetos hipotéticos que son alternativas a los agujeros negros, por ejemplo, estrellas bosónicas y gravastars.
De Tikhomirov A. E. niveles estructurales y organización sistemática de la materia. "Litres", Moscú, 2023, P. 1 (traducido del angio): "los Físicos teóricos de la Universidad Radbaud en Nijmegen llevaron a cabo un estudio para verificar la validez de la teoría de Stephen Hawking sobre los agujeros negros. Los resultados obtenidos lo confirmaron parcialmente, y también permitieron sugerir que todo en el Universo se está evaporando gradualmente. El nuevo estudio teórico fue realizado por los físicos Michael Vondrak, Walter van Suileck y Heino Falke. Probaron la teoría del famoso físico teórico Stephen Hawking sobre los agujeros negros y descubrieron que tenía razón en muchos aspectos, pero no en todo. En su momento, Hawking, utilizando una combinación de la física cuántica y la teoría de la gravedad de Einstein, argumentó que el nacimiento espontáneo y la aniquilación de pares de partículas deberían ocurrir cerca del horizonte de eventos. Así se llama el "punto de no retorno", es decir, el rasgo invisible más allá del cual, para cualquier objeto, incluso el más pequeño, ya no hay escape de la fuerza gravitacional del agujero negro.
La partícula y su antipartícula nacen del campo cuántico durante un tiempo muy corto, después de lo cual se aniquilan de inmediato. Pero a veces sucede que una partícula cae en un agujero negro y otra sale volando de él. Este fenómeno se llama radiación de Hawking. Según el propio Hawking, un proceso similar eventualmente debería conducir a la evaporación del agujero negro.
El nuevo estudio obtuvo una confirmación teórica de que, debido a la radiación de Hawking, los agujeros negros eventualmente se evaporarían. Pero los cálculos mostraron que el horizonte de eventos no es tan importante como se pensaba hasta ahora. La gravedad y la curvatura del espacio-tiempo también causan la radiación de Hawking. Y eso significa que todos los objetos grandes en el Universo, incluidos los restos de estrellas, se evaporarán con el tiempo.
El estudio ha demostrado que se pueden crear nuevas partículas mucho más allá del horizonte de eventos. Mientras que antes se creía que ninguna radiación era posible sin un horizonte de eventos, un nuevo estudio muestra que no hay una necesidad urgente en ese horizonte. Esto significa que los objetos sin horizonte de eventos, como los restos de estrellas muertas y otros objetos grandes en el Universo, también tienen este tipo de radiación. El universo se está evaporando, al igual que los agujeros negros. Esto cambia no solo nuestra comprensión de la radiación de Hawking, sino también nuestra visión del Universo y su futuro".
Del libro de Tikhomirov A. E. el Origen de las palabras y aceptará. La ciencia de la superstición, "Ridero", Ekaterimburgo, 2017, PP.80-81: "la Máquina del tiempo – cualquier pensamiento humano (por fantástico que sea) no surge así, sin razón. Siempre tiene un grano racional. El problema de viajar en el tiempo también tiene su propia naturaleza. Existe en la naturaleza real, y podemos observarlo todos los días. En el cielo vemos estrellas, algunas de ellas ya no existen, pero todavía las observamos, es decir, vemos el pasado. Esto se debe al hecho de que mientras la luz de estas estrellas llega a la Tierra, pasan miles de millones de años, durante este tiempo muchas estrellas dejan de existir. Sobre la posibilidad de viajar en el tiempo escribió el escritor Inglés G. Wells en la novela "la Máquina del tiempo" (1895). En 1935, los científicos Einstein y Rosen propusieron la idea de" agujeros de gusano", basada en la teoría general de la relatividad, cuya esencia es que la materia que cae en el túnel espacial no desaparece para el observador externo, puede fluir de nuestra parte del Universo y fluir hacia nosotros. Esto permite explorar e incluso dominar un Universo de múltiples elementos, moverse entre diferentes Universos a través de la "punción del espacio" a una velocidad que es en realidad mayor que la velocidad de la luz, que es lo que significa la creación de una "máquina del tiempo". Durante la guerra fría, se llevaron a cabo experimentos para crear instalaciones que ralentizaban o aceleraban el paso del tiempo, y ahora se llevan a cabo en condiciones secretas. Esto, en particular, el uso del sistema de protección electromagnética de los barcos de radares y proyectiles enemigos, es decir, se crea suficiente potencia de campo, capaz de desviar el proyectil (una variante-unidad que proporciona la creación de ondas electromagnéticas convergentes al centro, y la necesidad de seleccionar las frecuencias más adecuadas de estas ondas); el desarrollo de la electrónica, hubo una oportunidad técnica para continuar los experimentos sobre el cambio del curso del tiempo y la influencia en el espacio-tiempo; crear un sistema para mover vehículos en el tiempo, principalmente sistemas de combate que distorsionan el espacio – tiempo alrededor de un objetivo, lo que debería causar un daño masivo al objetivo, mucho más que el gasto de energía para crear distorsión. No hay protección contra tales armas, y lo que es más importante, el "foco" del impacto puede estar debajo de la superficie de la tierra, es decir, teóricamente es posible destruir un búnker gubernamental subterráneo ubicado debajo de cualquier edificio sin dañar este último. Las armas se crean sobre nuevos principios físicos. Su esencia consiste en que si en un punto del espacio se envían los rayos coherentes de la radiación de Microondas, de cierta manera seleccionados por la fase y las frecuencias, en este punto, como resultado de la resonancia, el tiempo comenzará a cambiar, ya que tiene una naturaleza asociada con la electromagnética. Si este cambio en una cierta cantidad de espacio no es uniforme, causará la destrucción de todos los objetos que están allí. La analogía bidimensional más simple de este proceso de cuatro dimensiones es que si enrollas una hoja de papel en un tubo, puedes meterla en el ojo de la Cerradura y soltarla desde ese lado, y se desenrolla, pero si la hoja tira al azar de las esquinas en diferentes direcciones, se romperá en pedazos que ya no se doblarán en su estado original. La instalación, que consta de varios generadores y una computadora de control, se puede montar en un avión de transporte, es posible llevar este sistema al espacio. Se utilizaron los desarrollos de los académicos N. Kardashev, V. pimenov y otros. es Probable que la construcción de una "máquina del tiempo" sobre la base de un "generador de resonancia", si es posible crear una región estable de tiempo igual a la cámara, que es un "pinchazo" en el pasado. Y el tiempo de vida de esta "punción" permitirá que el avión que la creó vuele hacia ella, y después de investigar el pasado, cree una "punción" inversa y regrese".