jueves, 13 de marzo de 2014

Cómo acabar con la singularidad en el interior de un agujero negro
How to get rid of the singularity inside a black hole




Como vengo diciendo últimamente, creo que demasiado, no me gustan los infinitos en Física. ¿Por qué? No sé, pero soy tan cabezón como los físicos clásicos, anteriores al siglo XX o de principios del mismo. No es que diga que el Universo sea de una forma o de otra, no tengo ni conocimiento ni autoridad para ello, pero parafraseando a un grande de la Física, Arthur Eddington, probablemente en uno de los momentos más desafortunados de su trayectoria (si no el que más), el Universo no puede comportarse de manera tan absurda. Y sí, estoy reconociendo que este punto de vista es realmente absurdo, pero lo tengo dentro y tengo que sacarlo.


Sé que, en el fondo, la mayoría de los que nos molestamos alguna vez en pensar sobre estos temas tendemos a buscar alguna forma de escapatoria a las singularidades. Pero siempre aparecen los que saben y nos dan pruebas irrefutables para indicar que estamos equivocados y lo peor en mi caso es que la mayor parte de las veces no entiendo casi nada de la explicación y me tengo que acabar acostumbrando a la idea de que ellos tienen razón, y punto.


Bueno, como entrada ya he aburrido bastante y ya me he quitado un buen porcentaje de críticos, que se habrán marchado. Así que entraré al tema en sí.


La parte más molesta que hay en la descripción de los agujeros negros es la de la singularidad central. Pero según demostró Roger Penrose, una vez que se forma un horizonte de sucesos la formación de la singularidad es obligatoria porque no puede existir nada que contrarreste la gravedad. Sin embargo se escucha muy frecuentemente que la Relatividad General falla cuando llegamos a escalas cuánticas. Mi idea sobre cómo sortear este problema es casi seguro una tontería, pero el otro día me dio por pensar en ello y no me pareció tan mala idea (desde el punto de vista de un ignorante, claro). La posible solución se me apareció pensando en la libertad asintótica que hay en la cromodinámica cuántica. Para el que no sepa de qué va el tema lo mejor es que busque información en sitios fiables, sin embargo intentaré dar una pequeña pincelada sobre el tema (llena de errores e inexactitudes, por supuesto). La libertad asintótica se refiere a grandes rasgos a que la fuerza atractiva en el núcleo de los átomos (fuerza nuclear fuerte) y dentro de las propias partículas nucleares se hace cada vez menor cuanto menor es la distancia que las separa. Con esto se consigue explicar por qué no se colapsan dichas partículas cuando la única fuerza que las gobierna es atractiva. Y se me ocurrió que podría haber un mecanismo parecido respecto a la gravedad, otra fuerza únicamente atractiva (aunque de eso también tendría algo que decir, pero en otro momento). De esta manera, si llegados a una escala cuántica la fuerza gravitatoria encuentra un mecanismo de este estilo, podríamos evitar las odiadas (por mí) singularidades.


Y ¿por qué no se han observado estos efectos en otras escalas? Bueno, supongo que porque las interacciones de otras fuerzas, por ejemplo la repulsión electromagnética, no nos dejan verlo. Hay que recordar que la fuerza electromagnética es tremendamente más poderosa que la gravedad y necesitamos mucha, mucha, mucha acumulación de materia-energía para que los efectos gravitatorios se muestren claramente, sobrepasando las otras fuerzas.
As I’ve been saying lately, maybe too much, I don't like the infinities in Physics. Why? I don't know, but I'm as stubborn as physicists from the beginning of the 20th century and before. I’m not saying that the Universe is in one way or another, I have neither the knowledge nor the authority to do so, but paraphrasing a great physicist, Arthur Eddington, probably in one of the more unfortunate moments in his career (if not the most), the Universe should not behave in a so absurd way. And Yes, I'm acknowledging that this view is absurd, but I have it inside and I have to take it out of me.


I know that in essence most of those who ever bother to think about these issues try to seek some way of avoiding the singularities. But always there are those who really know and they give us compelling evidence to indicate that we are wrong and the worst thing in my case is that most of the times I do not understand almost anything of the explanation and I have to end up getting used to the idea that they are right. Period.


Well, as a prelude I have already been boring enough and I have already made go away a good percentage of fault finders. So now I‘ll get to the point.


The most annoying part in the description of black holes is the central singularity. But as Roger Penrose showed, once an event horizon forms the singularity formation is necessary because nothing can overcome gravity. However, as it’s very often told, General Relativity fails when we reach quantum scales. My idea on how to overcome this problem is almost certainly nonsense, but the other day I got to thinking about it and it didn’t seem such a bad idea to me (from the point of view of an ignorant, of course). The possible solution appeared to me thinking about the asymptotic freedom that exists in Quantum Chromodynamics. For those who don’t know what it is, the best thing to do is to search for information on reliable sites, however I will try to give a rough outline on the subject (full of errors and inaccuracies, I admit). Asymptotic freedom is related to the attractive force in the atom nucleus (strong nuclear force), among nuclear particles, which weakens the smaller the distance that separates them. With this, the reason why these particles don’t collapse when the only force that governs them is attractive can be explained. And it occurred to me that there could be a similar mechanism with respect to gravity, another force only attractive (although about that I would also have something to say, but in other occasion). This way, getting to a quantum scale if the gravitational force has a mechanism of this kind, we could avoid the hated (by me) singularities.


And why haven’t these effects been observed in other scales? Well, I guess that’s because the interactions with other forces, for example electromagnetic repulsion, don’t let us see it. We should remember that the electromagnetic force is a tremendously more powerful force than gravity is and we need much, much, much accumulation of matter to measure clearly the gravitational effects over the other forces.

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