Las ondas gravitacionales descubiertas por los detectores del observatorio LIGO podrían haber surgido no durante las fusiones de agujeros negros, sino como resultado del "colapso" de los llamados agujeros de gusano, túneles en el tejido del espacio-tiempo, dicen los físicos en un artículo publicado en la revista Physical Review D.
“El 'temblor' especial que ocurre en las últimas etapas de la fusión de los agujeros negros desaparece gradualmente si el objeto generado por ellos tiene un horizonte de eventos. En el caso de que no exista, como en los agujeros de gusano, entonces estas vibraciones no desaparecen por completo, provocan una especie de eco, una serie de ráfagas, como si gritáramos en un pozo”, dice Pablo Bueno (Pablo Bueno) de la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica).
El detector de ondas gravitacionales LIGO se construyó en 2002 de acuerdo con proyectos y planes desarrollados por Kip Thorn, Rainer Weiss y Ronald Drever a fines de la década de 1980. En la primera etapa de su trabajo, que duró 8 años, LIGO no pudo detectar las oscilaciones de "Einstein" del espacio-tiempo, después de lo cual el detector se apagó y los siguientes 4 años, los científicos dedicaron a actualizar y aumentar la sensibilidad.
Estos esfuerzos dieron sus frutos: en septiembre de 2015, casi inmediatamente después de la inclusión del LIGO actualizado, los científicos descubrieron una explosión de ondas gravitacionales generadas por la fusión de agujeros negros con una masa total de 53 soles. En 2016, los participantes rusos y extranjeros en el proyecto descubrieron dos rastros más de la fusión de agujeros negros, y el año pasado, otros dos eventos similares y un estallido nacido de la fusión de estrellas de neutrones.
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La masa inusualmente grande de estos objetos, así como algunas de sus otras propiedades, hizo que Bueno y sus colegas se preguntaran si de hecho eran agujeros negros. El hecho es que la teoría de la relatividad y sus extensiones asumen que pueden surgir ondas gravitacionales similares como resultado del colapso o fusión de otros objetos exóticos, como los "agujeros de gusano".
Así es como los científicos llaman a una especie de “túneles” que conectan dos puntos ubicados en diferentes regiones del espacio o del tiempo. Para que exista tal canal en la estructura del espacio-tiempo, se necesita alguna forma exótica de materia, que tendría una densidad de energía negativa, o un objeto similar a un agujero negro en tamaño y masa.
Estos objetos, como explican Bueno y sus colegas, tendrán un "más" en comparación con los agujeros negros: no tendrán un horizonte de eventos, cuya existencia es todavía extremadamente difícil de explicar en el marco de la física cuántica. Su ausencia, como los físicos han asumido durante mucho tiempo, cambiará el comportamiento de las ondas gravitacionales generadas por los "agujeros de gusano".
Los autores del artículo descubrieron estos cambios e intentaron encontrarlos en los datos recopilados por LIGO mediante la creación de un modelo informático de tal túnel espacial. Como muestran estos cálculos, el estallido primario de ondas gravitacionales generadas por un agujero negro o "agujero de gusano" en realidad coincide por completo, por lo que es imposible distinguirlos entre sí en esta etapa.
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Por otro lado, diferencias similares surgen en la última etapa de este cataclismo cósmico, que los astrónomos denominan “ringdown”. Por lo general, ese "eco" gravitacional desaparece rápidamente al observar los agujeros negros debido al hecho de que su horizonte de eventos le ayuda a deshacerse rápidamente de estas fluctuaciones.
Esto no sucede en el caso de los "agujeros de gusano": continuarán emitiendo periódicamente ráfagas de ondas gravitacionales con un espectro y una fuerza estrictamente definidos. Tal eco, como señalan los científicos, existirá decenas de veces más que el estallido primario de oscilaciones del espacio-tiempo, pero al mismo tiempo será notablemente más débil en fuerza.
Hasta ahora, admite Bueno, no hay rastro de tal "eco gravitacional" en los datos de LIGO, pero la actualización del detector del observatorio, prevista para este año, puede permitirle "ver" estas señales débiles pero extremadamente importantes para los científicos que les ayudarán a conciliar la teoría. relatividad y física cuántica.
