AGUJEROS BLANCOS

Según la teoría, cualquier cosa que pueda devorar un agujero negro, la puede escupir un agujero blanco. Si un agujero negro puede tragarse un Mercedes Benz, un agujero blanco podría con toda certeza expulsar un coche idéntico. Sin embargo, como la mayoría de las cosas que un agujero negro engulle sería en forma de radiación cósmica y polvo interestelar, es muy probable que la mayoría de las cosas que escupa un agujero blanco sea también en forma de radiación y polvo.
La razón de esta extraña simetría está relacionada con los orígenes de la teoría del agujero blanco. El concepto agujero blanco procede de la idea primitiva de la relatividad general de que dado que la solución de Schwarzschild posee una singularidad futura, debe poseer asimismo una singularidad pasada. Si se representa gráficamente el diagrama espacio-temporal completo de un objeto de Schwarzschild, se observa que una sección que contuviera una singularidad pasada es una extensión natural del modelo. Mientras que la singularidad futura está situada en la mitad superior del diagrama o “avance en el tiempo”, la singularidad pasada está en la mitad inferior del mismo o “retroceso en el tiempo”. Si se identifica la parte superior del gráfico con la singularidad del centro del agujero negro que lo consume todo, también se puede asignar la parte inferior a la singularidad del centro de un agujero blanco que se dedica a escupir todo. De este modo, de acuerdo con esta aproximación, los agujeros blancos son las imágenes invertidas en el tiempo de los agujeros negros. Si un agujero negro hace una cosa, un agujero blanco hace lo contrario e invertido en el tiempo.
Se podría considerar este fenómeno en términos cinematográficos. Imaginemos una película cobre un coche que se está hundiendo en unas extensas arenas movedizas. Ahora supongamos que esta misma película se proyecta al revés: parecería que el coche se mueve hacia arriba y sale intacto de la ciénaga. De modo similar, una versión hacia atrás de una película que muestra u objeto que cae dentro de la singularidad de un agujero negro presentaría al mismo objeto saliendo de la singularidad, o sea, de un agujero blanco.
Las singularidades a tiempo invertido no se encuentran sólo en la solución de Schwarzschild de las ecuaciones de Einstein. La solución de Kerr, que contiene singularidades futuras de “tipo agujero negro”, incluyen también singularidades del pasado. Es evidente que la representación completa del fenómeno gravitatorio debe incluir una referencia a los objetos blancos y no sólo a los negros.
¿Dónde se pueden encontrar las singularidades de tiempo invertido? Una opción obvia señala hacia el agujero blanco definitivo: el origen del universo mediante el Big Bang. Una de las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein, comprobada experimentalmente, es que el universo se expande; sus racimos galácticos de estrellas se van alejando gradualmente cada vez más unos de otros. Estudiando esta expansión hasta sus mismos orígenes, los científicos han llegado a la conclusión de que el universo físico se formó tras una gran explosión hace unos quince mil millones de años. Se puede decir que toda la materia y la energía que existe en la actualidad tuvo sus orígenes en esta explosión.
Es extraordinario cuánto se parecería una película de la explosión del big bang a tiempo invertido al colapso gravitatorio instantáneo de una bola de fuego. O, a la inversa, cuánto se parecería una imagen sucediendo hacia atrás en el tiempo de la descomposición de la energía de la singularidad de un agujero negro a una película hacia delante en el tiempo sobre la creación de la energía a partir del big bang. No es de extrañar que la mayoría de los físicos se refieran a la creación del universo como la singularidad inicial. A partir de esta singularidad del pasado, se cree que todo el contenido en energía y materia del cosmos salió a chorro en un único estallido.
Sin embargo, ¿por qué únicamente un estallido? ¿Por qué no ha habido muchas explosiones similares en el pasado? Es evidente que durante los últimos quince mil millones de años no puede haber habido más de un gran estallido colosal; no existe absolutamente ninguna prueba de que se hayan producido explosiones adicionales de magnitud universal. No obstante, en la historia del cosmos probablemente haya habido una serie de “pequeños estallidos”: explosiones que afectaban a regiones pequeñas del universo. Como en el caso del big bang propiamente dicho, esta diminutas fuentes de energía representarían auténticas singularidades del pasado: versiones de agujeros negros a tiempo invertido escupiendo con rapidez. En otras palabras: agujeros blancos.
En 1965, el científico soviético Igor Novikov y el físico israelí (y posterior ministro de la Ciencia) Yuval Ne´eman desarrollaron independientemente la primera teoría extensa sobre los agujeros blancos, a los cuales Novikov se refirió como “núcleos rezagados”. La base de la obra teórica de estos científicos es la idea de que en la creación del universo pude haber habido un proceso que constó de varias etapas. De acuerdo con este punto de vista, la mayor parte del cosmos surgió de la explosión del big bang inicial, pero con el tiempo han continuado surgiendo fragmentos de considerable tamaño de energía y materia de las regiones rezagadas del estallido.
Uno podría preguntarse por qué se ha producido este retraso: ¿qué pudo impedir que el universo se creara todo de una vez? En realidad, no hay nada que pueda haber obligado a que se produjeran retrasos en determinadas zonas de la creación, pero tampoco hay nada que pueda haberlos descartado. Puede que en realidad haya habido retrasos de tiempo en la formación del universo físico y puede que no; Novikov y Ne´eman se limitaron simplemente a instar a otros teóricos a no descartar la posibilidad de que hayan podido producirse “pequeños estallidos” después del gran estallido inicial.
Varios años después que Novikov y Ne´eman propusieron sus teorías acerca del “núcleo rezagado”, los astrónomos empezaron a buscar con empeño estos objetos. Exploraron meticulosamente el firmamento en busca de señales de cuerpos celestes que emitieran grandes cantidades de radiaciones intensas. Pretendían encontrar en especial objetos que produjeran energía luminosa en dosis esporádicas, pensando que esto proporcionaría pruebas concluyentes de que eran surtidores cósmicos. Después de que John Wheeler acuñase el término agujero negro, se desterró la expresión “núcleo rezagado” del argot astrofísico y se sustituyó por el vocablo que se usa hoy en día; aunque suene a ironía, el término agujero blanco es una manera más imaginativa de designar a estos surtidores. La observación, a mediados de los años setenta, de los candidatos a agujero negro tales como el Cygnus X-1, solamente contribuyó a acelerar la búsqueda intensiva de sus antagonistas que parecían estar invertidos en el tiempo.
Los competidores de los agujeros blancos durante los años setenta eran cuerpos celestes extraordinariamente distantes y brillantes conocidos como objetos cuasiestelares (quásares). Los quásares se descubrieron a principios de los años sesenta gracias a datos obtenidos mediante el empleo de radiotelescopios. Se vio que emitían corrientes continuas de radiación intensa, mucho más que la producida por cualquier otro cuerpo celeste conocido de tamaño similar. Una posible explicación a la fuente de energía del quásar que adelantaron los físicos tales como Novikov era que contenía una singularidad central de agujero blanco que emitía un torrente incesante de energía luminosa. Sin embargo, la labor teórica detallada que se llevó a cabo a finales de los años setenta demostró que los agujeros blancos eran demasiado inestables para dar lugar a quásares. Pronto se encontraron otras explicaciones relativas a los quásares, lo cual redujo mucho el ímpetu a la hora de investigar los agujeros blancos. No obstante, incluso hoy en día, muchos astrofísicos continúan afirmando que han descubierto candidatos viables para ser agujeros blancos. Pero aún no está del todo claro si estos objetos son entidades físicas reales o meras abstracciones matemáticas.
Hoy por hoy son meras abstracciones matemáticas, todo lo contrario que los agujeros negros que son una realidad.
Agujeros Blancos y Agujeros de gusano...
Agujero blanco es el término propuesto para definir una solución de las ecuaciones del campo gravitatorio de Einstein, cuya existencia se cree imposible, debido a las condiciones tan especiales que requiere.
Se trata de una región finita del espacio-tiempo, visible como objeto celeste con una densidad tal que deforma el espacio pero que, a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla. De hecho ningún objeto puede permanecer en el interior de dicha región durante un tiempo infinito. Por ello se define un agujero blanco como el reverso temporal de un agujero negro: el agujero negro absorbe a su interior a la materia en cambio el agujero blanco la expulsa.
Los más importantes avances en esta teoría son debidos a los trabajos independientes de los matemáticos Ígor Nóvikov y Yuval Ne'eman en la década de 1960, basados en la solución de Kruskal-Schwarzschild de las ecuaciones de la relatividad general.
El agujero negro de Schwarzschild es descrito como una singularidad en la cual una geodésica puede sólo ingresar, tal tipo de agujero negro incluye dos tipos de horizonte: un horizonte "futuro" (es decir, una región de la cual no se puede salir una vez que se ha ingresado en ella, y en la cual el tiempo -con el espacio- son curvados hacia el futuro), y un horizonte "pasado", el horizonte pasado tiene por definición la de una región donde es imposible la estancia y de la cual sólo se puede salir; el horizonte futuro entonces ya correspondería a un agujero blanco1
En el caso de un agujero negro de Reißner-Nordstrøm el agujero blanco pasa a ser -por ahora siempre hipotéticamente- la "salida" un agujero negro en otro "universo", es decir, otra región asintóticamente plana similar a la región de la que procede un objeto emergente por ese otro tipo de agujero. La carga eléctrica del agujero del Reissner-Nordstrøm proporciona un mecanismo físico más razonable para construir posibles agujeros blancos.
A diferencia de los agujeros negros para los cuales existe un proceso físico bien estudiado, el colapso gravitatorio (que da lugar a agujeros negros cuando una estrella algo más masiva que el sol agota su "combustible" nuclear), no hay un proceso análogo claro que lleve con seguridad a producir agujeros blancos. Aunque se han apuntado algunas hipótesis:
En principio se ha supuesto a los agujeros blancos como una especie de "salida" de los agujeros negros, ambos tipos de singularidades probablemente estarían conectadas por un agujero de gusano (notar que, como los agujeros blancos, los agujeros de gusano aún no han sido encontrados hasta ahora); cuando se descubrieron los quásares se supuso que estos eran los buscados agujeros blancos pero en la actualidad tal supuesto ha sido descartado.2
Otra idea generalizada en la actualidad es que los agujeros blancos serían muy inestables, durarían muy poco tiempo e incluso tras formarse podrían colapsar y transformarse en agujeros negros.
También se ha llegado a conjeturar que la singularidad inicial del big bang pudo haber sido una especie de agujero blanco en sus momentos iniciales.
agujero
blanco
acosta
klaudia
Agujeros Blancos y Agujeros de gusano...

AGUJEROS DE GUSANO
El legado de Einstein ha llevado a científicos como Kip S. Thorne, Hawking, John Wheeler, Penrose y tantos otros a una gran búsqueda para descubrir dónde y cómo falla la relatividad y qué puede reemplazarla. Cuando tenemos una gran teoría hay que exprimirla al máximo, probarla hasta los mayores extremos, a veces por caminos extraños. En el caso de la relatividad están plagados de objetos tan exóticos como agujeros negros, enanas blancas, estrellas de neutrones, ondas gravitatorias, agujeros de gusano, distorsiones o máquinas del tiempo.

El sendero por el que discurre la ciencia está lleno de avances a trompicones, o de callejones sin salida y golpes de intuición, está muy lejos de ser una autopista con varios carriles, como a veces nos parece. Al final puede encontrarse la respuesta que se busca o constatar que la mayor parte del tiempo se ha perdido para nada.

Los agujeros de gusano:

Los llamados agujeros de gusano, una especie de pasadizo entre dos puntos distantes o no del espacio-tiempo, fueron descubiertos matemáticamente en 1916 por Ludwing Flamm, unos pocos meses después de que Einstein formulara su ecuación de campo ( relatividad general), como una solución a dicha ecuación de campo. Posteriormente, en los años cincuenta fueron investigados intensamente mediante gran variedad de cálculos matemáticos por John Wheeler y su equipo. Durante muchos años, los cálculos parecían indicar que se creaban en algún instante de tiempo y rápidamente se estrangulaban y se cerraban. Pero en 1985 , cuando Kip S. Thorne trataba de resolver un grave problema que tenía Carl Sagan con la heroína de su última novela , realizó una serie de cálculos que le llevaron a encontrar la solución a la inestabilidad de un presunto agujero de gusano.

La solución que encontró Thorne pasaba por un tipo de energía llamada exótica o energía negativa. A diferencia de la materia o energía normal o positiva que actúa, en grandes concentraciones como puede ser una estrella masiva, como una lente gravitatoria convergente ( hace converger los rayos de luz) la energía exótica o negativa actúa como lente gravitatoria divergente, manteniendo separadas las paredes del agujero de gusano. Hace divergir los rayos de luz que entren así como las fluctuaciones del vacío que de otra forma al ser multiplicados por el agujero impedirían su estabilidad y lo destrozarían.

El material exótico es más común de lo que nos podría parecer, de hecho las fluctuaciones del vacío que lo envuelven todo están formadas por energía positiva y energía negativa que en circunstancias normales producen una suma nula. Sin embargo Robert Wald ( colaborador de Wheeler) y Ulvi Yurtsever demostraron en los ochenta que en el espacio-tiempo curvo ( cerca de una gran masa), en una gran variedad de circunstancias, la curvatura distorsiona las fluctuaciones del vacío y las hace exóticas ( energía negativa).

Viaje en el tiempo:



Si mantenemos abierto un agujero de gusano mediante el aporte de energía negativa ( suponiendo que tenemos los medios técnicos necesarios que deberá tener una sociedad superavanzada en el futuro), podemos construir una máquina del tiempo. Una de las bocas del agujero podría permanecer en la Tierra y la otra boca la suponemos dentro de una nave interestelar. Si esta nave viaja a una velocidad cercana a la luz durante 24 horas ( tiempo de la nave, que pasa más lentamente por efecto relativista), el tiempo en la Tierra correspondiente podría ser de 15 años, por ejemplo. Cuando la nave regresa después de 24 horas de su tiempo, por la boca del agujero que ha permanecido en la nave podríamos volver al pasado, 15 años atrás. El agujero conectaría dos espacio-tiempos separados 15 años, su limitación de viaje al pasado la fijaría el instante en que se formó el agujero, antes no nos podríamos remontar porque no estaba abierto.


Según la teoría de la relatividad general, si se pueden mantener abiertos los agujeros de gusano mediante material exótico, el viaje en el tiempo viene condicionado por el mismo momento de la creación del agujero. No se puede viajar a un tiempo anterior a la propia creación del agujero de gusano.

Figuras: La primera es una descripción esquemática de un agujero de gusano. Comunica dos lugares espaciotemporales diferentes que podrían estar a años luz el uno del otro. La segunda es un agujero negro absorbiendo materia de una estrella compañera. La tercera es una máquina del tiempo con "tecnología" del siglo XIX.
En física, un agujero de gusano, también conocido como un puente de Einstein-Rosen y en malas traducciones españolas "agujero de lombriz", es una hipotética característica topológica del espacio-tiempo, descrita por las ecuaciones de la relatividad especial, la cual es esencialmente un "atajo" a través del espacio y el tiempo. Un agujero de gusano tiene por lo menos dos extremos, conectados a una única "garganta", pudiendo la materia 'desplazarse' de un extremo a otro pasando a través de ésta.
El primer científico en advertir de la existencia de agujeros de gusanos fue Ludwig Flamm en 1916. En este sentido la hipótesis del agujero de gusano es una actualización de la decimonónica teoría de una cuarta dimensión espacial que suponía -por ejemplo- dado un cuerpo toroidal en el que se podían encontrar las tres dimensiones espaciales comúnmente perceptibles, una cuarta dimensión espacial que abreviara las distancias, y así los tiempos de viaje. Esta noción inicial fue plasmada más científicamente en 1921 por el matemático Hermann Weyl en conexión con sus análisis de la masa en términos de la energía de un campo electromagnético.1
En la actualidad la teoría de cuerdas admite la existencia de más de 3 dimensiones espaciales (ver hiperespacio), pero las otras dimensiones espaciales estarían contractadas o compactadas a escalas subatómicas (según la teoría de Kaluza-Klein) por lo que parece muy difícil (diríase "imposible" ) aprovechar tales dimensiones espaciales "extras" para viajes en el espacio y en el tiempo.
agujero
la expansión eterna, hipótesis cosmológica sobre el destino último del Universo. La clave de esta hipótesis es la cantidad de energía oscura (Energía que incrementa la aceleración de la expansión del Universo) en el Universo. Si éste contiene suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia.
blanco

Primero, las galaxias se separarían entre sí, a 1000 millones de años del final. Luego la gravedad sería demasiado débil para mantener integrada cada galaxia, y 60 millones de años antes del fin, sólo habría estrellas aisladas. Aproximadamente tres meses antes del fin, los sistemas solares perderían su cohesión gravitatoria. En los últimos minutos, se desbaratarían estrellas y planetas. El Universo quedaría en átomos, pero no se habría acabado todo. Los átomos serían destruidos en una fracción de segundo antes del fin del tiempo y sólo quedaría radiación.
acosta

Los autores de esta hipótesis calculan que el fin del Universo, tal como lo conocemos, ocurriría aproximadamente 35.000 millones de años después del Big Bang, o dentro de 20.000 millones de años.

Debido a que la materia sólo representa el 27% del Universo y el 73% restante está formado por la energía oscura, el Big Rip parece ser una de las teorías más aceptadas en la actualidad del fin del Universo; sin embargo, estudios realizados con el telescopio espacial Chandra sugieren que, aunque la expansión acelerada del Universo continúe, no se producirá.

Algunos científicos han sugerido que una civilización avanzada podría escapar del "Big Rip" mediante el uso de agujeros de gusano.
klaudia
Es una hipotética característica del espacio-tiempo, descrita por las ecuaciones de la relatividad general, la cual es esencialmente un "atajo" a través del espacio y el tiempo. Un agujero de gusano tiene por lo menos dos extremos, conectados a una única "garganta", pudiendo la materia 'viajar' de un extremo a otro pasando a través de ésta. En la actualidad la Teoría de cuerdas admite la existencia de más de tres dimensiones espaciales, pero las otras dimensiones espaciales estarían contractadas o compactadas a escalas subatómicas por lo que parece muy difícil aprovechar tales dimensiones espaciales "extra" para viajes en el espacio y en el tiempo.

Espero y les haya gustado. Comenta y si quieres algun tema en especial, mandame un MP:3