¿Qué le pasa a la singularidad en un agujero negro tras su evaporación por radiación de Hawking?
Hay tres opciones: desaparece sin más, queda una singularidad desnuda o queda un remanente. Este último caso sugiere que el remanente podría existir antes de la evaporación. Carlo Rovelli especula que al final del colapso de una estrella no se forma una singularidad dentro del agujero negro, sino una estrella de Planck. Esta estrella tendría una densidad igual a la densidad de Planck, pero su radio sería enorme comparado con la escala de Planck, por ello no es necesario recurrir a una teoría cuántica de la gravedad para describir una estrella de Planck. Una especulación realmente sugerente de un experto en gravedad cuántica de bucles. El artículo técnico es Carlo Rovelli, Francesca Vidotto, “Planck stars,” arXiv:1401.6562 [gr-qc].
Una estrella de Planck tiene una densidad de Planck
, donde
y
son la masa y la longitud de Planck,
es la velocidad de la luz en el vacío,
la constante de gravitación universal de Newton y
la constante de Planck. La clave de la nueva propuesta es que el radio de la estrella de Planck es
, donde
es la masa de la estrella que colapsa para dar lugar al agujero negro.
Según Rovelli y Vidotto, una estrella con la masa del Sol colapsaría en una estrella de Planck con un radio de unos
centímetros, un objeto más pequeño que un átomo, pero muchos órdenes de magnitud mayor que la escala de Planck.
Una estrella debe tener una mecanismo que la estabilice, que genere presión que combata a la gravedad. ¿Qué mecanismo proponen Rovelli y Vidotto? Ninguno. No es necesario ninguno.
Una respuesta sorprendente donde las haya. La vida media de una estrella de Planck es muy corta medida en su tiempo propio. Sin embargo, gracias a la dilatación temporal, para un observador que se encuentre en el interior del agujero negro, su formación duraría más tiempo que el necesario para que el agujero negro se evaporase al emitir radiación de Hawking.
El problema más escabroso resuelto de la manera más trivial posible.
¿Qué pasa cuando un agujero negro con una estrella de Planck se evapora por radiación de Hawking? El radio de la estrella de Planck crecerá al tiempo que el radio del horizonte de Schwarzschild decrecerá, hasta que llegue un momento en que ambos coincidan (como indica esta figura en coordenadas Eddington-Finkelstein). A partir de ese momento se producirá de forma efectiva la evaporación del agujero negro y sólo quedará como remanente la estrella de Planck.
La nueva propuesta de Rovelli y Vidotto tiene la ventaja de que resuelve la paradoja de Hawking asociada a la pérdida de información en los agujeros negros, siendo además compatible con la idea de la complementaridad de los agujeros negros. ¿Cómo evita la necesidad de la aparición de un “muro de fuego” (firewall tipo AMPS) en la edad de Page antes de la evaporación?
Muy fácil, la existencia de la estrella de Planck reduce el tiempo de evaporación hasta exactamente el tiempo de Page, luego el argumento AMPS a favor del firewall no se aplica. Toda la información cuántica que se tendría que evaporar entre la edad de Page y el momento de la evaporación queda contenida dentro de la estrella de Planck.
No se viola la unitariedad y todo el mundo contento.
Por supuesto, la idea de las estrellas de Planck es muy especulativa y el artículo de Rovelli y Vidotto sólo ofrece estimaciones grosso modo.
Habrá que esperar al desarrollo de modelos más detallados (basados en teoría de cuerdas o en gravedad cuántica de bucles) que confirmen o refuten estas estimaciones.
¿Por qué me hago eco de esta especulación científica?
Stephen Hawking, el mayor experto del mundo en agujeros negros, afirma que “los agujeros negros no existen.”
Bachmann aprovecha la frase de Hawking para preguntarse: cómo van a creer los ciudadanos en el cambio climático y la teoría de la evolución; cómo van a creer los ciudadanos en los científicos.
La congresista Bachmann nos confirma que “por fortuna, ella no estudió una carrera científica en la universidad.” Nos lo cuenta Andy Borowitz, “Stephen Hawking’s blunder on black holes shows danger of listening to scientists, says Bachmann,” The New Yorker, 27 Jan 2014 [a veces la sátira con humor nos muestra lo más duro de la cruda realidad <:ps span="">.
“The absence of event horizons mean that there are no black holes - in the sense of regimes from which light can’t escape to infi nity. There are however apparent horizons which persist for a period of time. This suggests that black holes should be rede fined as metastable bound states of the gravitational field. It will also mean that the CFT on the boundary of anti-deSitter space will be dual to the whole anti-deSitter space, and not merely the region outside the horizon.” S. W. Hawking, “Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes,” arXiv:1401.5761 [hep-th].
Creo que Hawking nunca soñó, ni en sus peores pesadillas, las palabras de la congresista Bachmann; palabras consecuencia de haber añadido este nuevo párrafo a su charla “The View of GR,” que impartió el 23 de agosto de 2013 en la conferencia “Black Holes: Complementarity, Fuzz, or Fire?,” KITP, UCSB, 19-30 Aug 2013. Creo que tampoco lo soñó la periodista científica Zeeya Merali, “Stephen Hawking: ‘There are no black holes’. Notion of an ‘event horizon’, from which nothing can escape, is incompatible with quantum theory, physicist claims,” News, Nature, 24 Jan 2014.
http://francis.naukas.com/
