Dicen haber deducido la existencia de ecos en las ondas gravitaciones de GW170817 que hablarían de las cualidades cuánticas de los agujeros negros.
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Uno de los grandes logros de estos años ha sido la detección de ondas gravitacionales.
Las ondas gravitacionales o «gravitondas» son ondas predichas por la Relatividad General que están formadas por distorsiones en propagación en el propio espacio-tiempo. Para que sean apreciables se deben generar en procesos cataclísmicos inmensos, como la colisión y posterior fusión de agujeros negros. Serían similares a las ondas que se producen en la superficie del agua cuando se arroja una piedra. La «superficie» sería, precisamente, el propio tejido del espacio-tiempo. Los interferómetros de LIGO y el italiano Virgo logran detectar de forma rutinaria estas gravitondas.
Esta detección ha sido una confirmación más de que la teoría de la Relatividad General es correcta. Pero esta teoría es una teoría clásica que no es cuántica. Si uno tiene en cuenta los fenómenos cuánticos hay que añadir correcciones a la física de la Relatividad General.
Desde el punto de vista teórico, uno de los pioneros en este campo fue Hawking, que predijo que los agujeros negros, pese a que nada puede escapar de ellos debido a que la velocidad de escape de estos cuerpos es superior a la de la luz, se evaporan lentamente debido a fenómenos cuánticos. A este goteo de partículas desde el horizonte de sucesos del agujero negro se le denomina radiación Hawking.
La evaporación cuántica es menor cuanto mayor es la masa del agujero negro, por lo que es inapreciable observacionalmente en los agujeros negros que conocemos. Sólo sería observable por nosotros en agujeros negros muy pequeños, como los agujeros negros primordiales que se podrían haber formado en el Big Bang. Lamentablemente, no se ha descubierto ningún caso de estos. Incluso hay investigadores que proponen que los agujeros negros primordiales serían bastante masivos y que habría tantos que constituirían la materia oscura. Sostienen que incluso los datos de LiGO-Virgo sobre ondas gravitacionales o gravitondas apoyarían su tesis.
Esta última posibilidad está por ver, pero puede que ya tengamos indicios de los efectos cuánticos en agujeros negros gracias a estas mismas gravitondas.
Físicos liderados por Niayesh Afshordi (Universidad de Waterloo) dicen que en los datos de LIGO se pueden apreciar unos ecos que son los que predice la Mecánica Cuántica. Estos ecos estarían causados por la borrosidad cuántica en los alrededores del agujero recién formado por la colisión de otros dos agujeros negros.
«Los científicos han sido incapaces de determinar experimentalmente si la materia escapa de un agujero negro hasta la reciente detección de ondas gravitacionales. Si realmente hay un emborronamiento cuántico responsable de la radiación Hawking alrededor de un agujero negro, las ondas gravitacionales podrían rebotar en él, lo que crearía una señales pequeñas en las ondas gravitacionales justo después del evento de colisión y que sería similar a unos ecos repetidos», dice Afshordi.
Afshordi y su colaborador Jahed Abedi (Instituto Max-Planck) informan ahora de la primera tentativa de encontrar estos ecos repetidos en los datos de LIGO.
Los datos de gravitondas usados para este estudio proceden de la colisión GW170817 de un agujero negro y una estrella de neutrones registrados por la colaboración LIGO/Virgo.
Los ecos que estos investigadores han visto en estos datos encajan con las simulaciones de los ecos que se producirían en un evento de ese tipo según los modelos, la Mecánica Cuántica y la radiación Hawking.
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De todos modos, los propios autores se muestran cautos con su propio estudio porque las señales que dicen apreciar está justo por encima del ruido de los detectores, así que todo podría deberse a una fluctuación estadística de los datos. Por tanto, necesitan más casos que confirmen este fenómeno para qye así se tenga un resultado robusto. Si al final es así se tendrán evidencias de la estructura cuántica del espacio tiempo.
Sin embargo, desde la colaboración LIGO/Virgo se ha criticado el método estadístico de detección de ecos por parte de este grupo de investigadores. Incluso para algunos físicos del campo en el resultado hay sesgo de confirmación en los análisis de Afshordi y colaboradores.
El tiempo dirá si es ruido o una señal.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Artículo en ArXiv. [3]
Gráficos: Afshordi y colaboradores.