En un artículo publicado en el diario Sky at Night de la BBC, un grupo de investigadores e investigadoras, entre los que se encuentra Tomás Andrade del ICCUB, analizan la posible existencia de singularidades “desnudas” que pondrían en cuestión el poder predictivo de la Relatividad General.
Los agujeros negros son uno de los fenómenos más misteriosos de nuestro Universo. En pocas palabras, son regiones del espacio-tiempo que presentan dos rasgos distintivos: la presencia de un punto en el espacio-tiempo con densidad y curvatura infinita denominado singularidad (y que ejerce una gravedad también infinita) y una frontera que, una vez cruzada, no nos permite volver atrás al mundo exterior llamada horizonte de sucesos.
En el instante de la singularidad, la tela del espacio-tiempo se rasga y las leyes de la Relatividad General pasan a ser obsoletas. Aquí es donde desaparece nuestro poder predictivo y la validez de la teoría topa con un muro puesto que esta pasaría a ser aplicable sólo a ciertas regiones del universo. Para evitar esta problemática, el famoso físico Roger Penrose sugirió en la década de los 60 una conjetura donde determinaba que las singularidades siempre tienen que aparecer en la naturaleza cubiertas por un horizonte de sucesos que las esconda del mundo exterior, es decir, que no pueden existir singularidades “desnudas”. Esta propuesta se conoció con el nombre de Conjetura de Censura Cósmica Débil (WCCC en inglés). De este modo, se preserva la integridad de la Relatividad General puesto que una observadora exterior nunca sería capaz de ser testigo de esta rotura de las leyes de la física.
Investigaciones recientes, pero, parecen apuntar a la idea de que estas singularidades “desnudas” pueden existir, poniendo a la Relatividad General a prueba de nuevo y dando indicios de la necesidad de una teoría de la gravedad más completa.
*Estos estudios afirman que pueden aparecer singularidades desnudas en nuestro universo a través de diferentes mecanismos. Por ejemplo, la radiación de Hawking puede convertir un agujero negro cargado eléctricamente en una singularidad desnuda o, también, el colapso de nubes de polvo de cierta masa en un universo teórico de 5 dimensiones podría desembocar en una singularidad sin horizonte.
Un tercer mecanismo fue estudiado por Tomás Andrade del ICCUB que ha descubierto recientemente que es posible desgarrar el horizonte de sucesos de un agujero negro durante una colisión de dos agujeros negros en un universo con un mínimo de 6 dimensiones. Parece ser que la fuerza del impacto haría elongar ambos horizontes de sucesos, estirándolos hasta que se volverían inestables. El horizonte fusionado empezaría entonces a fragmentarse igual que lo hacen las gotas de agua cuando la tensión superficial del fluido se rompe. La investigación que ha llevado a estos resultados está basada en el siguiente artículo científico donde este mecanismo fue analizado en colaboración con Roberto Emparan, David Licht y Raimon Luna del ICCUB. La simulación detallada se llevó a cabo en este artículo en colaboración con Pau Figueras de la Queen Mary University de Londres y Ulrich Sperhake de Cambridge University. Para correr la simulación, se hizo uso del supercomputador Marenostrum de Barcelona, que es, a día de hoy, el más potente de España.
El principal objetivo de esta línea de investigación es entender en profundidad la Conjetura de Censura Cósmica Débil. Hasta ahora parece ser que, a pesar de que la conjetura puede ser violada, sólo lo es de forma leve, lo cual son buenas noticias para la Relatividad General.
Todas estas vías de investigación apuntan a la posible existencia de singularidades “desnudas”. Entonces, pero, una tiene que ir más allá y preguntarse cómo se podrían detectar de forma experimental. Uno de los expertos citados en el artículo de la BBC ha descubierto que las estrellas orbitando singularidades sin horizonte presentarían variaciones en su movimiento de precesión. Por lo tanto, si consiguiéramos detectar estas variaciones, obtendríamos pruebas directas de la presencia de singularidades desnudas. Esta observación nos brindaría muchísima información sobre los detalles de la teoría candidata a sustituir la Relatividad General y nos ayudaría a desentrañar el futuro de la teoría de la gravedad.