Olvida los agujeros negros, vamos a buscar anillos negros

Bajo ciertas condiciones, los agujeros negros no son las singularidades matemáticas que una vez conocimos y (pensamos que) comprendíamos.

En una reciente publicación de Masashi Kimura de la Universidad de Osaka en Japón, se explora la idea de anillo oscuro en un espacio de 5 dimensiones. En el espacio que conocemos y amamos, hay tres dimensiones espaciales y una temporal. Somos criaturas tetradimensionales. Cuando apareció la Teoría de Cuerdas en la década de 1980 empezamos a apreciar de verdad que podría haber más de cuatro dimensiones en las que vivimos.

 

Previamente, los cosmólogos han barajado el pensamiento de que los anillos oscuros pueden existir en nuestro espacio de 4D. No obstante, el gran problema aparece cuando se intenta comprender cómo estas estructuras mantienen su forma; ¿deberían simplemente colapsar y formar agujeros negros normales? En realidad, depende de cómo de grandes sea y cómo se equilibran las fuerzas en competición.

Como el universo se está expandiendo, se cree que los anillos negros podrían existir si existen otras escalas similares a la constante cosmológica (esta constante fue derivada por Einstein para explicar un universo “plano”, pero más tarde se encontró que la constante era requerida para caracterizar la expansión universal observada por Edwin Hubble en 1929). Si existen anillos negros en un espacio-tiempo de 4D, si colapso gravitatorio sería contrarrestado por la expansión del espacio-tiempo (como está caracterizado por la constante cosmológica).

La única analogía que se me ocurre para el mundo terrestre son los anillos de burbujas (o, también, los anillos de humo). Cuando estamos bajo el agua la burbuja subirá hacia la superficie. Sin embargo, bajo la restricción de la tensión superficial, la burbuja formará la menor forma posible. Cuando se genera un anillo de burbuja, se necesita un equilibrio entre la tensión superficial y un vórtice. La tensión superficial tira hacia dentro, mientras que el vórtice mantiene la forma del anillo de burbuja, empujando hacia fuera.

En el caso del anillo oscuro, la gravedad tira hacia dentro, mientras que la expansión del universo tira hacia fuera. Esta situación, en un universo en expansión, podría generar ejemplos perdurables de anillos oscuros allí fuera.

En la investigación de Kimura, no sólo los anillos oscuros son una posibilidad, sino que podría haber un número de formas complejas distintas que podrían formarse considerando estas dimensiones extra. Cuando el universo era joven, podrían haber sido posibles múltiples anillos oscuros interactuando, finalmente fundiéndose para formar agujeros negros.

Aunque esta investigación es muy interesante, es difícil imaginar cómo podríamos observar estos anillos oscuros de dimensiones superiores. ¿Los veríamos como una singularidad (es decir, un agujero negro) en nuestro espacio de 4D? ¿O serían inobservables para los seres de dimensiones más bajas como nosotros?

---

Publicación: Dynamical Black Rings with a Positive Cosmological Constant, Masashi Kimura, 2009, arXiv:0904.4311v2 [gr-qc]

Autor: Ian O’Neill
Fecha Original: 8 de mayo de 2009
Enlace Original

Vía Ciencia Kanija