Los agujeros negros podrían ofrecer pistas de dimensiones extra


¿Podría el espacio tienen dimensiones más allá de los tres que todos conocemos? Algunas teorías de física de partículas especulan que tal vez, a pesar de que estas dimensiones se habrían arrollado en circuitos tan pequeños, que probablemente sólo podrían ser investigadas  en colisiones de partículas de alta energía. Ahora, sin embargo, un teórico sugiere que, al menos en principio, la hipótesis de estas dimensiones podría revelarse de otro modo sutil. Si hay dimensiones extra, entonces la gravedad del agujero negro en el centro de nuestra galaxia podría iluminar las imágenes de las estrellas más allá de ella. Otros ven problemas para hacer funcionar el sistema, sin embargo.

La idea se basa en dos supuestos. En primer lugar, que el espacio tiene dimensiones extra. Eso es un principio central de la teoría de cuerdas, que postula que todos las partículas fundamentales de la materia son en realidad cuerdas infinitesimales que vibran. De acuerdo con la teoría de cuerdas, el espacio tiene seis dimensiones extra que no vemos porque están arrolladas en escalas de longitud muy pequeña.

El segundo supuesto es la curvatura del espacio por un agujero negro. Según la teoría de la gravedad de Einstein, el espacio y el tiempo se entremezclan, el llamado espacio-tiempo. Esto cambia las rutas de deformación que los objetos en caída libre siguen, por lo que, por ejemplo, los planetas orbitan el sol que de otra manera diferente a viajar a una velocidad constante en línea recta, en otras palabras, creando lo que conocemos como gravedad.

En la teoría de Einstein, el espacio-tiempo deformado afecta incluso a la luz. Cuando la luz de una estrella pasa cerca de una galaxia, por ejemplo, curva su trayectoria, cambiando el lugar donde la estrella aparece en el cielo, la llamada lente gravitacional. Si una estrella se encuentra justo detrás de una lente gravitacional, como un agujero negro, el efecto puede producir múltiples imágenes de una estrella o incluso un anillo llamado de Einstein, que rodea a la lente. Al igual que un telescopio, las lentes gravitacionales también hace que las estrellas parezcan más grandes y brillantes.

Ahora, el físico Amitai Bin-Nun, de la Universidad de Pennsylvania afirma que las lentes gravitacionales alrededor de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo cree que estar en el centro de la Vía Láctea, podría proporcionar una forma de búsqueda de dimensiones extra. En una versión de dimensiones extra, la gravedad es mucho más fuerte cerca del agujero negro de lo que sería sin las dimensiones extra, de modo que las imágenes de las estrellas aparecen más grandes y brillantes . Bin-Nun ha utilizado simulaciones numéricas para demostrar que, en un mundo con dimensiones extra en comparación con otro sin ellas, una estrella conocida como S2 podría ser hasta un 44% más brillante cuando alcance su máximo brillo en el año 2018. Si S2 fuera tan brillante, podría ser una evidencia de dimensiones extra, o al menos una evidencia de que nuestra comprensión de la gravedad debe ser modificada.

Bin-Nun dice que el método, publicado en Physical Review, podría ser una buena forma de poner a prueba las propiedades que conocemos de un agujero negro, pero reconoce aspectos teóricos y prácticos en contra. El uso de lentes gravitacionales para la búsqueda de dimensiones extra “depende de un telescopio que sea capaz de ver un objeto muy débil” en el centro de la galaxia,  lo que es poco práctico con la actual tecnología. Sin embargo, si los astrofísicos observó el brillo que Bin-Nun, predice, podría ser una señal de que algunas de esas dimensiones extra se enrollan holgadamente para tener un efecto detectable.

El físico de la Universidad de Harvard, Abraham Loeb, dice que “en general, es una buena idea para poner a prueba las modificaciones de la gravedad por medio de agujeros negros”. Pero  la hipótesis Bin-Nun será difícil de validar y  las observaciones de las órbitas de los planetas de nuestro Sistema Solar ya puede descartar cambios tan grandes en la fuerza de la gravedad Además, Loeb señala que si el agujero negro estuviera girando, produciría efectos que fácilmente podría confundirse con las predicciones de Bin-Nun.

Autor: Nathen Collins

Enlace original: Black hole may offer clues to extra dimensons

 

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2 pensamientos en “Los agujeros negros podrían ofrecer pistas de dimensiones extra

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  2. Pdriamos decir que los agujeros negros conducen no a dimensiones distintas, sino a dimensiones inmensurables con las herramientas físicas de nuestros conocimientos actuales. Y ello probablemente porque en el más allá de los agujeros negros todo es “indimensional”. Estamos, al igual que ocurrió con el salto a la cuántica, ante un mundo material pero sin forma alguna, que nada tiene que ver con las dimensiones cuantificables del mundo que aprendimos a detectar, y que a la vez está exigiendo -como piensas Amita Bin-Nun- modificar nuestra comprensión de la gravedad.

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