Los agujeros negros son objetos astronómicos con una atracción gravitacional extremadamente fuerte, de los cuales
Desde entonces, los físicos han llevado a cabo innumerablesestudios teóricos y experimentales para comprender mejor la naturaleza de estos objetos cosmológicos. El nuevo estudio amplía la comprensión de los científicos sobre las características, propiedades y dinámicas únicas de los agujeros negros.
Vórtices y agujeros negros
Personal de la Universidad Ludwig Maximilian yEl Instituto Max Planck de Física realizó recientemente un estudio teórico sobre la posible existencia de vórtices en los agujeros negros. Según un estudio publicado en la revista Physical Review Letters, en teoría podrían existir.
Hasta la publicación del nuevo estudio, los científicos no habían estudiado los agujeros negros en rotación en términos de este concepto. Sin embargo, no sólo pueden existir. Esto es más una regla que una excepción.
¿Qué han hecho los científicos?
Los científicos han realizado varios cálculos.Se basaron en un modelo cuántico de agujeros negros desarrollado recientemente basado en condensados gravitónicos de Bose-Einstein. Recuerde que los gravitones son partículas elementales hipotéticas sin masa. Son portadores de interacción gravitacional y cuantos de campo gravitatorio sin cargas eléctricas y de otro tipo. Presumiblemente siempre moviéndose a la velocidad de la luz.
La primera imagen de un agujero negro se obtuvo a partir de observaciones del centro de la galaxia M87.
Foto: Colaboración del telescopio Event Horizon
El objetivo clave del nuevo estudio es estudiar los agujeros negros giratorios a nivel cuántico para ver si realmente permiten la existencia de estructuras de vórtice.
Debido a que la rotación de Bose-Einstein condensaya estudiado activamente en laboratorios, se sabe que permiten una estructura de vórtice si giran lo suficientemente rápido. Esto inspiró a los científicos a buscarlos también en modelos de agujeros negros en rotación.
¿Qué descubrieron los físicos?
Como parte del estudio, los científicos demostraron que el negroun agujero con giro extremo puede describirse como un condensado de gravitones con vorticidad. En particular, esto es consistente con estudios anteriores.
Previamente, los físicos ya han asumido que la extremaLos agujeros negros son resistentes a la radiación de Hawking. Recordemos que se trata de un hipotético proceso de emisión por parte de un agujero negro de varias partículas elementales, principalmente fotones. La radiación de Hawking es el principal argumento de los científicos con respecto a la descomposición de los pequeños agujeros negros, que teóricamente pueden surgir durante los experimentos en el LHC.
El estudio también mostró que sicargas móviles, el vórtice común del agujero negro captura el flujo magnético del campo de calibre. Como resultado, esto conduce a una radiación característica, que se puede observar experimentalmente. Por lo tanto, las predicciones teóricas de los científicos abren nuevas posibilidades para observar nuevos tipos de materia, incluida la materia oscura de partículas milicargadas.
Bosquejo de un agujero negro con muchos vórtices. Los colores indican la orientación y las líneas de campo magnético capturado correspondientes están marcadas en negro. Foto: Dvali y otros.
Como señalaron los autores del estudio, la vorticidad esesta es una característica completamente nueva de los agujeros negros. En el nivel clásico (aparte de su estructura cuántica), están completamente caracterizados por tres parámetros: masa, espín y carga. Ahora los científicos han agregado vorticidad a esa lista.
¿Cuál es el resultado final?
Que los científicos han probado la supuestala existencia de vórtices en los agujeros negros cambia la ciencia. Por ejemplo, esto explica el desajuste cósmico: por qué los agujeros negros con espín máximo no tienen radiación de Hawking. Así, en el futuro, esta teoría allanará el camino para nuevas observaciones experimentales y conclusiones teóricas sobre su naturaleza.
Por ejemplo, las estructuras de vórtice de los agujeros negros puedenexplicar los campos magnéticos extremadamente fuertes que surgen en los núcleos activos de las galaxias en el universo. Además, potencialmente pueden ser la base de casi todos los campos magnéticos galácticos conocidos.
En el futuro, las observaciones de ondas gravitacionales de la fusión de agujeros negros, cada uno de los cuales se distingue por vórtices, ayudarán a estudiar los aspectos cuánticos del espacio-tiempo.
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