07 de julio de 2016
07.07.2016
Astronomía

Las matemáticas desvelan los secretos de los agujeros negros

Los agujeros negros sugieren que la curvatura del espacio en el horizonte de sucesos es constante y positiva

07.07.2016 | 14:35
Imagen de un agujero negro.

Astrónomos estadounidenses han descrito los agujeros negros usando sólo las matemáticas para explicar el espacio-tiempo a su alrededor, con una estructura más complicada de lo previsto como resultado.

El estudio realizado por Richard Henry, de la Johns Hopkins University, y sus colegas Kielan Wilcomb y James Overduin, de la Universidad de Towson en Maryland, ha sido presentado en la 228 reunión de la American Astronomical Society en San Diego.

Las descripciones matemáticas tradicionales de los agujeros negros sugieren que la curvatura del espacio en el horizonte de sucesos es constante y positiva, como una esfera, y por lo tanto los científicos utilizan un sistema de coordenadas esféricas (por ejemplo, longitud y latitud) para describir el espacio. Por otra parte, un sistema de coordenadas hecho para un cierto tipo de espacio curvo no siempre funciona en un tipo diferente de espacio curvo.

Pero en su investigación, el equipo se basó en el ejemplo de mirar un mapa de la Tierra cambiado de una esfera a una superficie plana. En los llamados mapas de proyección de Mercator, Groenlandia parece más grande que el territorio continental de Estados Unidos, aunque en realidad, sólo una cuarta parte de la masa de tierra. Del mismo modo, los investigadores sostienen que el sistema de coordenadas que mide localizaciones cerca del agujero negro tiene que cambiar dependiendo de la zona que se está midiendo.

Con esto en mente, el equipo decidió centrarse en cantidades matemáticas conocidas como invariantes. Las invariantes mantienen los valores sin importar qué sistema de coordenadas se utiliza para describirlos. Así, por ejemplo, el número relacionado con la longitud de una nave espacial en dirección hacia el agujero negro puede cambiar a medida que la nave se mueve a través de diferentes sistemas de coordenadas, pero sus invariantes se mantendrán constantes.

La mayoría de los 17 invariantes relacionados con los diferentes tipos de agujeros negros podrían conectarse matemáticamente. Según el equipo, sólo cinco son realmente independiente, es decir, sus valores no están vinculados a los valores de las demás invariantes, y los científicos pueden corresponder esos cinco para construir simulaciones de lo que está sucediendo en el interior de los agujeros negros.

El equipo describió y representó esas cinco cantidades, algunas por primera vez, y revelaron el complejo mundo interior de los agujeros negros. Sus ecuaciones confirmaron que las fluctuaciones salvajes en una de las cantidades dentro de un agujero negro en giro incluyen regiones en las que el espacio-tiempo tiene una curvatura negativa más como una silla de montar, que están asociados con una función llamada campos gravitomagnéticos que son responsables de producir los enormes chorros de los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias.

Futuros mapas producidos con esta nueva comprensión de la curvatura dentro de los agujeros negros podría ayudar a los científicos a entender por qué las galaxias expelen chorros y otras, como la Vía Láctea, no, explicó Henry a Space.com.

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