Un físico desafía a Einstein y propone que los agujeros negros son estrellas congeladas

Uno de los mayores avances de la Física es la Relatividad General de Albert Einstein, que describe la gravedad como una distorsión del espacio-tiempo. Con la teoría de la Relatividad General, Einstein amplió aún más el campo de la Física con la descripción de la interacción más importante a escala astronómica. Además de la gravedad, la teoría de Einstein logró describir objetos en el universo que antes ni siquiera sabíamos que existían.

El primer caso ocurrió cuando Karl Schwarzschild encontró una solución a las ecuaciones de Einstein que se conoció como la métrica de Schwarzschild. Lo interesante es que la métrica describía que para una determinada masa de un objeto, ni siquiera la luz podría escapar de un radio determinado. La solución de Schwarzschild describió la física de un objeto que más tarde sería conocido como agujero negro. Ni siquiera Einstein o Schwarzschild creían que tal objeto pudiera existir.

Más de un siglo después, la colaboración del EHT registró las dos primeras fotografías de agujeros negros que muestran que estos objetos existen. Sin embargo, un nuevo trabajo de un físico de la Universidad Ben-Gurion sostiene que los agujeros negros pueden ser en realidad estrellas congeladas que interactúan de forma similar a la descrita por Schwarzschild. Y las estrellas congeladas podrían incluso resolver varios misterios que rodean a los agujeros negros.

Agujeros negros

Cuando una estrella masiva llega al final de su vida, entra en un proceso de supernova donde parte de su interior colapsa en un punto llamado singularidad. La singularidad sería donde toda la masa colapsaría y dependiendo del valor de esta masa, hay un radio que define una región llamada horizonte de sucesos. Esta región determina el punto donde ni siquiera la luz podría escapar.

Existen diferentes clasificaciones de los agujeros negros que se basan en 2 propiedades: su masa y su giro. Las clasificaciones basadas en bases involucran agujeros negros supermasivos y estelares. Las clasificaciones basadas en espines involucran los agujeros negros de Schwarzschild y los agujeros negros de Kerr. En el centro de cada galaxia hay un agujero negro supermasivo que generalmente se considera un agujero negro de Kerr.

Primera fotografía de un agujero negro

En abril de 2019, la colaboración del Event Horizon Telescope publicó la primera imagen de un agujero negro. El agujero negro de la foto se llama M87* y está situado en el centro de la galaxia Messier 87, aproximadamente a 55 millones de años luz de la Vía Láctea.

El agujero negro tiene una masa estimada de 7 mil millones de veces la masa del Sol y registros anteriores muestran que tiene un chorro relativista que indica que es posible tener giro.

En 2022, el EHT publicó la segunda fotografía, ésta del agujero negro Sgr A* en el centro de la Vía Láctea. Las dos fotografías mostraron algo de la dinámica de estos objetos en los centros de las galaxias y dieron un registro directo de la existencia de objetos que hasta entonces sólo habían sido observados indirectamente. Ambos artículos discuten la Física involucrada en cada fotografía y argumentan cómo ambos registros confirman la Teoría de la Relatividad General de Einstein.

Paradojas

La existencia de agujeros negros también trae consigo problemas como paradojas que no tienen solución. Una de las más famosas es la paradoja de la información del agujero negro, que analiza cómo se conserva la información. La paradoja de la información ocurre porque, si bien la información se perdería una vez dentro del agujero negro, existen leyes que dicen que la información debe conservarse. Este es un problema abierto dentro de la Física.

Otro problema en relación con los agujeros negros es la existencia de la singularidad donde la densidad y curvatura del espacio-tiempo tienden al infinito .El gran problema es que la Física no trata bien los infinitos, requiriendo otras áreas dentro de la Física que no están establecidas. Una de estas áreas es la Gravitación Cuántica, que se propone como la solución que describe el micromundo en situaciones de gravedad extrema.

Estrellas congeladas

Para resolver estas paradojas, un grupo de físicos propone la idea de que los agujeros negros son estrellas congeladas.

Estos objetos serían restos de estrellas masivas que se convirtieron en supernovas y no emitirían luz. Tendrían fenómenos idénticos a los de los agujeros negros pero sin la presencia de una singularidad en su interior. Incluso el horizonte de sucesos sería similar a una estrella congelada.

Fenómenos como la dilatación del tiempo y la gravedad extrema serían similares y, para un observador externo, podrían verse como agujeros negros. Al no tener horizonte de sucesos, sería posible que la luz entrante escapara, evitando también la paradoja de la información. No serían puntos de no retorno como lo es el horizonte de sucesos de un agujero negro.

¿Existen los agujeros negros?

El astrónomo Carl Sagan afirmó una vez que las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias. El caso de las estrellas congeladas es un ejemplo de esta cita de Sagan. Para confirmar la hipótesis se necesitarán pruebas y observaciones extremadamente precisas que puedan explicar todos los efectos conocidos hasta la fecha.

La Teoría de la Relatividad General sigue siendo una teoría bien establecida y ha pasado por el método científico varias veces.

Referencia de la noticia:

Bronstein et al. 2024 Thermodynamics of frozen stars Physical Review D