Aunque el misterioso objeto de nuevo tipo es, por ahora, una hipotética construcción matemática, nuevas simulaciones,
¿Cómo empezó todo?
No habría nuevas investigaciones sin gravitacionalondas Se trata de cambios en el campo gravitacional que viajan como ondas. Son emitidos por masas en movimiento, pero después de la radiación se separan de ellas y existen independientemente de estas masas. Matemáticamente relacionado con una perturbación de la métrica del espacio-tiempo y puede describirse como "ondas del espacio-tiempo". En otras palabras, se trata de fluctuaciones en el espacio-tiempo que se alejan de objetos masivos que se mueven con aceleración. Cuanto mayor sea la aceleración y la masa de un objeto, mayor será la vibración.
Primera vez que hablamos de ondas gravitacionales.destacado físico Albert Einstein, quien hace un siglo predijo su existencia en el marco de la teoría general de la relatividad (GTR). Sin embargo, no fueron descubiertos hasta 2015 y esto conmocionó al mundo de la astrofísica, ya que confirmó la existencia de agujeros negros.
Concepto de agujero negro. Foto: Alaín
Un agujero negro es una región del espacio-tiempoteniendo una atracción gravitatoria tan fuerte que ninguna partícula o radiación electromagnética puede salir de él. El límite de esta región se denomina horizonte de sucesos. En la primavera de 2019, los medios de comunicación de todo el mundo mostraron la primera fotografía de un agujero negro (más precisamente, su “silueta”). La conferencia de prensa, donde se presentaron los resultados del descubrimiento científico, se llevó a cabo en seis ciudades a la vez, desde Washington hasta Bruselas y Tokio.
¿Y si…?
Inspirados por estos descubrimientos, un equipo de científicosLa Universidad Johns Hopkins decidió estudiar la posibilidad de que existan otros objetos que, en teoría, podrían producir efectos gravitacionales similares, pero que los sensores en la Tierra los leen como agujeros negros. Los físicos llamaron a estos objetos solitones topológicos. Nuevas simulaciones representan de manera realista uno de ellos. Desde lejos parece una fotografía borrosa de un agujero negro, pero de cerca es algo completamente diferente.
¿Qué es un solitón?
En esta etapa el objeto es hipotético.Pero el hecho de que el equipo lo construyera usando ecuaciones matemáticas y mostrara cómo se ve mediante simulaciones sugiere que puede haber otros tipos de cuerpos celestes en el espacio, escondidos incluso de los mejores telescopios de la Tierra.
Según los datos obtenidos, la topologíael solitón distorsiona el espacio como un agujero negro, pero se comporta de manera diferente. Emite haces de luz débiles que no pueden escapar de la fuerte fuerza gravitatoria de un agujero real.
Videoclip que muestra los efectos de las lentes gravitacionales provocadas por la ausencia de un objeto en la línea de visión del observador, un agujero negro y un solitón topológico.
Crédito: Pierre Heidmann / Universidad Johns Hopkins
“La luz está muy curvada, pero en lugar deabsorbido, como en un agujero negro, se disipa en extraños movimientos, hasta que en algún momento regresa a ti de manera caótica. No ves la mancha oscura. Todo lo que ves es una “borrosa”, lo que significa que la luz gira violentamente alrededor de este extraño objeto”, escriben los autores del estudio.
El campo gravitacional de un agujero negro es tantan fuerte que la luz puede girar a su alrededor a cierta distancia del centro, del mismo modo que la Tierra gira alrededor del Sol. Define el borde de la “sombra” del agujero negro, de modo que cualquier luz incidente terminará en el “horizonte de sucesos” y no podrá escapar.
¿Qué han hecho los científicos?
Los físicos de Hopkins han simulado variosescenarios que utilizan imágenes del espacio exterior como si fueran capturadas por una cámara, colocando un agujero negro y un solitón topológico frente a la lente. Como resultado, recibieron imágenes distorsionadas debido a la influencia gravitacional de cuerpos masivos.
Los solitones sirven como los mejores modelos de cómoLos nuevos objetos de gravedad cuántica se parecen a los agujeros negros. Anteriormente habían creado modelos de estrellas bosónicas, estrellas gravitacionales y otros objetos hipotéticos que podrían tener efectos gravitacionales similares a formas exóticas de materia.
Concepto de agujero negro: Creazilla
“Esta es la primera simulación de un fenómeno astrofísicamente significativo.objetos de la teoría de cuerdas, ya que podemos caracterizar las diferencias entre un solitón topológico y un agujero negro como si un observador los estuviera viendo en el cielo”, explican los autores del estudio.
¿Qué tiene que ver la teoría de cuerdas con esto?
Los autores del nuevo estudio utilizaron varios resultados de la teoría de cuerdas y, en 2021, descubrieron formas de construir solitones topológicos utilizando la teoría general de la relatividad de Einstein.
La teoría de cuerdas es una rama de la física teórica,estudiar la dinámica de la interacción de objetos no como partículas puntuales, sino como objetos unidimensionales extendidos, las llamadas cuerdas cuánticas. Esta teoría es uno de los intentos de combinar la Teoría General de la Relatividad y la física cuántica.
La gravedad y el mundo cuántico son históricamente considerados.procesos opuestos y diferentes. Pero, según los investigadores, esto no es del todo cierto. Los científicos intentaban crear una “teoría del todo” para unificar la relatividad y el mundo cuántico. En el proceso, los físicos crearon muchas teorías muy inusuales, una de ellas fue la teoría de cuerdas.
¿Por qué es tan importante el nuevo estudio?
La peculiaridad del nuevo estudio es precisamente esta:Explica teorías básicas sobre el funcionamiento interno del Universo que no se encuentran en otros modelos. Utiliza la teoría de cuerdas, que reconcilia la mecánica cuántica y la teoría de la gravedad de Einstein.
“Este es el comienzo de una maravillosa investigación.programas. Esperamos que en el futuro podamos proponer nuevos tipos de estrellas ultracompactas, compuestas de nuevos tipos de materia procedente de la gravedad cuántica”.
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