los colisión épica Entre dos estrellas de neutrones en 2017 realmente es el regalo de la ciencia que sigue dando. Cuando se fusionaron, ondas gravitacionales se extendió por todo el universo; ahora las reverberaciones de ese evento podrían confirmar una hipótesis de hace décadas sobre agujeros negros.
Astrónomos estudiando detenidamente el onda gravitacional
"De acuerdo con la teoría de Einstein de relatividad general, nada puede escapar de la gravedad de un calabozo una vez que ha pasado un punto de no retorno, conocido como el horizonte de eventos " dijo el astrónomo y físico Niayesh Afshordi de la Universidad de Waterloo en Canadá.
"Esta fue la comprensión de los científicos durante mucho tiempo hasta que Stephen Hawking utilizó la mecánica cuántica para predecir que las partículas cuánticas se filtrarían lentamente de los agujeros negros, lo que ahora llamamos radiación de Hawking".
La propiedad más famosa de los agujeros negros es su poder gravitacional extremo. Es tan intenso que, bajo la relatividad general, una vez que algo se desvía más cerca del punto llamado horizonte de eventos, nada puede alcanzar la velocidad de escape. Ni siquiera lo más rápido del Universo, la radiación electromagnética, puede escapar.
Pero la mecánica cuántica puede explicar los detalles del Universo en formas que la relatividad general no puede; Según una idea presentada por Hawking en 1974, un agujero negro emite algo cuando se agrega la mecánica cuántica. Este es un tipo teórico de radiación electromagnética llamada, apropiadamente, radiación de Hawking.
Esta emisión teórica parece similar al espectro de luz producido por objetos calentados, obedeciendo las reglas de radiación de cuerpo negro, solo en este caso, es la masa súper pesada del agujero negro la que causa la emisión de ondas de muy baja energía.
La existencia de esta radiación significaría que los agujeros negros se evaporan lentamente, resolviendo el paradoja de la información del agujero negro; pero, al igual que las ondas gravitacionales hasta hace pocos años, hasta ahora ha sido demasiado débil para detectarlo.
Hecho en laboratorio los análogos de los agujeros negros tienen seguro parecía sugerir ese La radiación de Hawking es real. Pero las ondas gravitacionales podrían cambiar eso. Porque si la radiación de Hawking es real, debería haber fuzz cuántico alrededor del exterior del horizonte de eventos de un agujero negro; y esa pelusa debería producir ecos de ondas gravitacionales.
"Los científicos no han podido determinar experimentalmente si alguna materia escapa de los agujeros negros hasta la detección más reciente de ondas gravitacionales". dijo Afshordi.
"Si el fuzz cuántico responsable de la radiación de Hawking existe alrededor de los agujeros negros, las ondas gravitacionales podrían rebotar en él, lo que crearía señales de ondas gravitacionales más pequeñas después del evento de colisión gravitacional principal, similar a los ecos repetidos".
Esto es lo que Afshordi y su colega, cosmólogo Jahed Abedi del Instituto Max Planck de Física Gravitacional en Alemania, creen que podrían haber detectado en los datos gravitacionales. Sus resultados, dicen, coinciden con los ecos simulados predichos por modelos de agujeros negros difusos que emiten radiación de Hawking.
Pero hay algunas advertencias. Por un lado, se encontró un análisis el año pasado de los datos de ondas gravitacionales de GW 150914, la primera detección de ondas gravitacionales. sin evidencia de radiación de Hawking.
Adicionalmente, otro estudio el año pasado realizó un análisis concertado de todas las señales de ondas gravitacionales recopiladas hasta la fecha, buscando evidencia de ecos de ondas gravitacionales y, por extensión, la radiación de Hawking. No encontró "evidencia estadísticamente significativa" para los ecos.
De hecho, es completamente posible que nuestros instrumentos aún no sean lo suficientemente sensibles como para detectar la radiación de Hawking. Y Afshordi reconoce que la señal que detectó el equipo en realidad podría ser solo ruido en los datos.
La forma de averiguarlo sería buscar señales similares en otros conjuntos de datos de ondas gravitacionales.
"Ahora que los científicos saben lo que estamos buscando, podemos buscar más ejemplos y tener una confirmación mucho más sólida de estas señales". Afshordi dijo.
"Tal confirmación sería la primera investigación directa de la estructura cuántica del espacio-tiempo".
La investigación ha sido publicada en el Revista de Cosmología y Física de Astropartículas.