LOS AGUJEROS NEGROS Y SU RELACIÓN CON LA TEORÍA DEL BIG BANG

REPÚBLICA BOLIVRIANA DE VENEZUELA[pic 1][pic 2][pic 3]

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

U.E. COLEGIO TERESIANO- GUACARA

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LOS AGUJEROS NEGROS Y SU RELACIÓN CON LA TEORÍA DEL BIG BANG

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Noviembre, 2018

INTRODUCCIÓN

Un agujero negro​ es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada y densa como para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Sin embargo, los agujeros negros pueden ser capaces de emitir radiación, lo cual fue conjeturado por Stephen Hawking en la década de 1970.

        La gravedad de un agujero negro, o «curvatura del espacio-tiempo», provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las ecuaciones del campo de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio. Sin embargo, Hawking fue capaz de darle la vuelta a sus propias ideas. En 2014, publicaba un estudio en el que decía que los agujeros negros no existen tal y como creíamos porque el horizonte de sucesos es en realidad un «horizonte aparente», que mantendría prisionera la materia sí, pero solo de forma temporal. «No se puede salir de un agujero negro en la teoría clásica, pero la teoría cuántica permite que la energía y la información puedan escapar de él» de una manera caótica, explicaba.

Hawking fue también uno de los grandes defensores de la teoría del Big Bang, la gran explosión que dio comienzo al Universo hace 13.770 millones años.  Esta teoría afirma que el universo estaba en un estado de muy alta densidad y temperatura y luego se expandió. Si las leyes conocidas de la física se extrapolan más allá del punto donde son válidas, encontramos una singularidad.

Bajo la tutela de Sciama, Hawking estudió la obra de Roger Penrose, un físico, matemático y filósofo que logró probar como correcta la teoría de la relatividad de Einstein y estableció el concepto de singularidad asociada a los agujeros negros. Penrose tenía la teoría de que en el centro de un agujero negro había un punto donde el espacio y el tiempo se rompen, una singularidad.

Hawking llevó esa teoría más lejos. Si en los agujeros negros había una singularidad, tenía que haber otra en el mismo universo, un punto de ruptura y de comienzo desde el cual el universo se expande. Ese punto y momento cero era conocido como el Big Bang.

En el presente proyecto se pretende establecer la posible relación que existe entre los agujeros negros y la Teoría del Big Bang a través de la documentación e investigación de ambas teorías, las cuales han sido estudiadas a profundidad por múltiples científicos en los dos últimos siglos.

Planteamiento del problema

Eso parece sugerir un nuevo estudio llevado a cabo por científicos del Instituto Perimeter de Física Teórica (Canadá), en sintonía con la teoría del multiverso o coexistencia de múltiples universos más allá del observable, siendo este parte de otro universo de dimensiones superiores. Según sus conjeturas, el Big Bang o gran cataclismo que desencadenó la expansión del cosmos, habría sido simplemente el "espejismo" proyectado en un mundo tridimensional del colapso de una estrella en un universo de cuatro dimensiones, que al convertirse en agujero negro, expulsó la materia que dio a luz a nuestro propio Universo.

La teoría del Big Bang, cada día más evidenciada gracias a la reciente detección de las ondas gravitacionales primordiales, si bien explica el origen del Universo, plantea una gran interrogante: ¿qué provocó la explosión inicial? El modelo estándar de la física dice que esta surgió de un único punto hiperdenso, también llamado singularidad espaciotemporal. Sin embargo, los científicos canadienses encuentran improbable que de la caótica destrucción de una singularidad surgiese un universo predecible y uniforme como el nuestro.

Frente a esta hipótesis, los autores del trabajo afirman que el Universo irrumpió en su existencia cuando una estrella en un universo de cuatro dimensiones colapsó en un agujero negro. En un universo 3D como el nuestro, un agujero negro está delimitado por el “horizonte de sucesos”, cuya frontera es un objeto bidimensional, es decir, una superficie. Por el contrario, en un universo hiperespacial (de 4 o más dimensiones), el horizonte de sucesos de un agujero negro sería un objeto 3D. Mediante la simulación de la muerte de una estrella 4D, los investigadores descubrieron que la materia expulsada en el colapso formaba una “brana” tridimensional en torno al horizonte de sucesos, que se expandía muy lentamente; eso sería exactamente nuestro cosmos, el residuo de un colapso gravitatorio en un universo mayor, esparciéndose en todas direcciones.

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