Investigadores de la Universidad de Southampton han dado un paso importante en un proyecto para desentrañar los secretos de la estructura de nuestro universo.
Esta imagen muestra un fenómeno de “cuerda negra” de un agujero negro con perturbación.
Uno de los avances recientes en la física teórica es el principio holográfico, según el cual, nuestro universo puede ser considerado como un holograma.
El objetivo de los investigadores es entender cómo formular las leyes de la física para un universo holográfico.
El nuevo estudio establece conexiones entre el espacio-tiempo con curvatura negativa y el espacio-tiempo plano.
Generalmente se entiende que el espacio-tiempo describe el espacio existente en tres dimensiones, más el tiempo que es la cuarta dimensión. Las cuatro dimensiones que se unen para formar un continuo, o un estado en el que los cuatro elementos no pueden ser distinguidos el uno del otro.
El espacio-tiempo plano y el espacio-tiempo negativo describen un entorno en el que el Universo no es compacto, y en el que el espacio se extiende infinitamente, por siempre en el tiempo, en cualquier dirección.
El espacio-tiempo plano describe mejor las fuerzas gravitacionales, tales como las producidas por una estrella, en cambio, el espacio-tiempo negativamente curvado describe un universo lleno de energía negativa del vacío.
Las matemáticas de la holografía se entienden mejor para espacio-tiempos curvados negativamente.
El Prof. Kostas Skenderis de la Universidad de Southampton ha desarrollado un modelo matemático que encuentra similitudes entre el espacio-tiempo plano y el negativamente curvado, pero sin embargo, este último está formulado en una dimensión de números negativos, más allá de nuestro campo físico de percepción.
De acuerdo con la holografía, en un nivel fundamental el universo tiene una dimensión menos de la que percibimos en la vida cotidiana, y se rige por leyes similares a las del electromagnetismo.
La idea es similar a la de los hologramas ordinarios, en los que una imagen en tres dimensiones se codifica en una superficie de dos dimensiones, tal como en el holograma de una tarjeta de crédito, pero se trata de todo el Universo que está codificado de tal manera.
El artículo explica específicamente lo que se conoce como la inestabilidad Gregory Laflamme, en la que ciertos tipos de agujero negro se descomponen en agujeros negros más pequeños cuando se les perturba – algo análogo a lo que ocurre con una corriente fina de agua que se descompone en pequeñas gotas cuando se le toca con el dedo.
La existencia de este fenómeno de agujero negro ya se ha demostrado por medio de simulaciones informáticas, y este trabajo proporciona una explicación teórica más profunda.
Phys. Rev. D 87, 061502(R) (2013) [6 pages]
AdS/Ricci-flat correspondence and the Gregory-Laflamme instability
Received 30 November 2012; published 19 March 2013
We show that for every asymptotically anti–de Sitter (AdS) solution compactified on a torus there is a corresponding Ricci-flat solution obtained by replacing the torus by a sphere, performing a Weyl rescaling of the metric and appropriately analytically continuing the dimension of the torus/sphere (as in generalized dimensional reduction). In particular, it maps Minkowski spacetime to AdS on a torus, the holographic stress energy tensor of AdS to the stress energy tensor due to a brane localized in the interior of spacetime and AdS black branes to (asymptotically flat) Schwarzschild black branes. Applying it to the known solutions describing the hydrodynamic regime in AdS/CFT, we derive the hydrodynamic stress tensor of asymptotically flat black branes to second order, which is constrained by the parent conformal symmetry. We compute the dispersion relation of the Gregory-Laflamme unstable modes through cubic order in the wave number, finding remarkable agreement with numerical data. In the case of no transverse sphere, AdS black branes are mapped to Rindler spacetime and the second-order transport coefficients of the fluid dual to Rindler spacetime are recovered.
© 2013 American Physical Society
