Los hechos sobre estas regiones del espacio-tiempo son difíciles de determinar, y la idea de que el espacio-tiempo curvo los convierte en candidatos para viajar en el tiempo y los viajes espaciales más rápidos que la luz son ideales para la ciencia ficción, pero aún más difíciles de entender. Si eso no fuera lo suficientemente frustrante, los físicos han identificado algo que parece un agujero negro hasta que te acercas, si eso es posible, y luego se convierte en una torcedura en el tejido del espacio-tiempo que podría inspirar nuevas novelas de ciencia ficción… si los meros escritores de ciencia ficción pueden entender algo que desconcierta incluso a los físicos cuánticos. Veamos si podemos entender el entusiasmo entre los teóricos de cuerdas por el descubrimiento de estos agujeros negros torcidos que llaman «solitones topológicos».
“Estudiamos geodésicas de fotones en solitones topológicos que tienen las mismas propiedades asintóticas que los agujeros negros de Schwarzschild. Estos son estados coherentes en la teoría de cuerdas que corresponden a deformaciones puras del espacio-tiempo a través de la dinámica de dimensiones extra compactas”.
Siempre es una mala señal cuando se publica un estudio y los sitios web científicos serios tardan más de un mes en resolverlo y explicarlo a otros científicos y posiblemente al público en general no científico pero aún interesado. Sin embargo, eso es exactamente lo que sucedió con » Imágenes de solitones topológicos: la microestructura detrás de la sombra,” publicado hace un mes en la revista Physical Review D. El aspecto de buenas noticias/malas noticias de este estudio se remonta a Albert Einstein y su teoría general de la relatividad. Si bien predice la existencia de agujeros negros (buenas noticias), no explica cómo la gravedad del agujero negro puede atraer todo el material de la estrella colapsada que alguna vez fue y comprimirlo en una singularidad: un punto de densidad infinita. que teóricamente no puede existir (malas noticias). Esto obliga a los físicos a buscar nuevos objetos teóricos para explicar lo imposible… porque nadie quiere contradecir a Einstein.
WordsSideKick.com ayuda a explicar cómo los científicos evitan cuestionar la vieja inteligencia artificial mediante el uso de la teoría de cuerdas, que ayuda a definir la gravedad cuántica, esa gravedad extremadamente fuerte en escalas extremadamente pequeñas hasta una singularidad. En la teoría de cuerdas, todas las partículas del universo son cuerdas diminutas que vibran. Antes de que te sientas cómodo pensando que ya entiendes las cuerdas, estas cuerdas necesitan más de tres dimensiones para poder vibrar. Esas dimensiones adicionales (probablemente haya más de una) también son infinitesimalmente pequeñas y todas están enrolladas como cuerdas que se vuelven después de pasar tiempo en un cajón o en una secadora de ropa. Si puede aceptar eso, está listo para pasar al siguiente concepto cuántico: la falla en las cuerdas.
«Infinitesimalmente pequeño» obviamente significa que no podemos ver las cuerdas, por lo que de manera similar a como los astrónomos ‘ven’ los agujeros negros, los investigadores usan la gravedad y la luz que pasa a su alrededor (lente gravitacional) para determinar si están allí y descubrir otros. características. En el nuevo estudio, los coautores propusieron poner luz detrás de las partículas y observar lo que sucede; admiten que esperaban que las partículas se comportaran exactamente como los agujeros negros. De hecho, pensaron que sería difícil diferenciar entre las partículas y los agujeros negros. Eso era cierto.
“Mostramos que los solitones topológicos son notablemente similares a los agujeros negros en tamaño aparente y propiedades de dispersión, mientras que son suaves y sin horizonte. Los fotones entrantes experimentan un corrimiento al rojo muy alto, lo que induce comportamientos fenomenológicos similares al horizonte desde el punto de vista de la dispersión de fotones. Por lo tanto, proporcionan un caso convincente para los solitones gravitacionales del mundo real y las alternativas topológicas a los agujeros negros de la teoría de cuerdas».
Bueno… era cierto hasta que se acercaron mucho a los encordados. En ese momento, las dimensiones adicionales infinitesimales necesarias para que existieran las diminutas cuerdas retorcidas comenzaron a torcer el espacio y el tiempo en torceduras, un fenómeno tan inusual que dieron a las partículas un nuevo nombre: solitones topológicos. La buena Wikipedia imperfecta pero aún muy útil hace un buen trabajo al dar un ejemplo del mundo real de un objeto que actúa como un solitón topológico. Desafortunadamente, es uno que muchas personas de cierta edad nunca han visto: un cable de teléfono fijo en espiral.
“Un solitón topológico ocurre cuando dos estructuras o espacios contiguos están de alguna manera «fuera de fase» entre sí de manera que hace imposible una transición perfecta entre ellos. Uno de los ejemplos más simples y comunes de un solitón topológico ocurre en los cables de los teléfonos en espiral antiguos, que generalmente están enrollados en el sentido de las agujas del reloj. Años de levantar el auricular pueden terminar enrollando partes del cable en la dirección opuesta a la de las manecillas del reloj, y cuando esto sucede, habrá un lazo distintivo más grande que separa las dos direcciones de enrollamiento. Este bucle de transición de aspecto extraño, que no es ni en el sentido de las agujas del reloj ni en el sentido contrario a las agujas del reloj, es un excelente ejemplo de un solitón topológico”.
¿Puedes verlo? Eso lleva a la siguiente pregunta: si podemos ver una cuerda gigante como un cable de teléfono enrollado torcido en una apariencia de transición, ¿por qué un solitón topológico, lo mismo a nivel de partículas cuánticas, sigue siendo hipotético? En parte se debe a que se parecen mucho a sus primos, los agujeros negros, pero de repente cambian su comportamiento cuando te acercas. Acercarse a un agujero negro es peligrosamente fatal: cuando pasa sobre el horizonte de sucesos donde la luz ya no puede existir, sería atraído y nunca lo escupiría. (A menos que los agujeros negros sean agujeros de gusano, un tema para otra discusión). Sin embargo, cuando te acercas a un solitón topológico, inmediatamente notas que su comportamiento muestra que no tiene un horizonte de eventos en absoluto. ¿Significa eso que no es tan peligroso como un agujero negro? Universo hoyadvierte sobre acercarse demasiado.
“Los solitones topológicos, dado que no son singularidades, no presentan horizontes de eventos. Entonces, en principio, podrías subir a un solitón y sostenerlo en tu mano, suponiendo que hayas sobrevivido al encuentro”.
Los científicos ahora están buscando voluntarios para acercarse a estas torceduras hipotéticas en el espacio-tiempo para que puedan comprenderlas mejor, explicar cómo existen y posiblemente aprender más sobre cómo existen también sus primos de agujeros negros.
Si no está interesado en ser voluntario, aún puede usar los solitones topológicos para la trama de una película de ciencia ficción… o el nombre de una gran banda.