Portais de tempo escondidos em buracos negros, dizem os físicos teóricos, universo nasceu em Big Bounce não do Big Bang

Os núcleos dos buracos negros não podem ter pontos de densidade infinita como se pensava no momento, mas portais para outras partes do universo, os físicos teóricos dizem.

Um buraco negro possui um campo gravitacional tão forte que nem a luz pode escapar. Um buraco negro geralmente se forma depois de uma estrela morre em uma explosão titânica conhecido como supernova, que esmaga o núcleo restante em pedaços densos.

Conceito de um buraco negro supermassivo do artista
Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech

Um enigma enlouquecedor chamado de singularidade - uma região de densidade infinita - está no coração de cada buraco negro, de acordo com a relatividade geral, a moderna teoria da gravidade. A natureza infinita de singularidades significa que o espaço eo tempo como nós os conhecemos deixará de existir lá.

Os cientistas têm buscado formas de evitar o colapso total de todas as leis conhecidas da física provocadas por singularidades. Agora, pesquisadores sugerem que os centros de buracos negros não podem exercer singularidades, afinal.

Essas novas descobertas são baseadas em circuito gravidade quântica, uma das principais teorias que procuram unir a mecânica quântica ea relatividade geral em uma única teoria que pode explicar todas as forças do universo. Na gravidade quântica em loop, as quatro dimensões do espaço-tempo são compostos de redes de interseção laços - ondulações do campo gravitacional.

Os pesquisadores aplicaram a teoria da gravidade quântica de loop para o modelo mais simples de buraco negro - um corpo esférico, sem carga, não-rotativo conhecido como um buraco negro de Schwarzschild.

"Nós temos estado a olhar para vários aspectos do modelo esférico para vários anos", disse o pesquisador, um físico teórico da Universidade Estadual de Louisiana, em Baton Rouge. "Nós gostamos deles porque eles estão na fronteira do que é possível em gravidade quântica em loop hoje - um pouco mais complicado do que as cosmologias que foram estudadas ao longo da última década, mas não é tão complicado como se tornar intratável. Momento em que um 'aha' foi quando percebemos que podemos realizar uma importante simplificação das equações do modelo ".

Em vez de uma singularidade, encontraram o centro deste buraco negro realizou apenas uma região do espaço-tempo curvo.

"Este é um tratamento limpo do que acontece dentro de um buraco negro, usando uma teoria quântica da gravidade", disse o físico teórico Carlo Rovelli na Universidade de Aix-Marseille, em Marselha, na França, que não tomou parte no estudo. "Há muito se esperava que as singularidades nos centros de buracos negros são curados pela força da gravidade quântica, e esta é a conclusão que este trabalho suporta."

Os físicos teóricos já haviam demonstrado que, com a gravidade quântica em loop,. Em vez de sair de um ponto de densidade infinita, seu trabalho propôs  que o cosmos nasceu de um "Big Bounce", expandindo-se depois de um universo anterior  que entrou em colapso.

"Talvez, no futuro, pode ser mostrado que todas as singularidades sejam removidas pela teoria", disse Pullin.

Assim como a gravidade quântica em loop substituiu a singularidade no Big Bang com uma ponte para um outro universo, essas novas descobertas substituir cada singularidade em buracos negros, com "uma ponte para outra região no futuro do nosso universo", disse Pullin. Embora estudos anteriores também sugeriram buracos negros abrigou essas pontes, os pesquisadores acreditavam as singularidades em buracos negros impedia qualquer forma de atravessar essas pontes.

"Eu acho que isso mostra que a gravidade quântica em loop é muito importante e borbulhando, e continua a produzir novos resultados empolgantes e novas ideias", disse Rovelli.

Pullin enfatizou que eles usaram um modelo muito simples neste estudo, consistindo apenas curvo o espaço-tempo sem que isso represente o assunto real encontrado dentro de buracos negros reais. Os modelos para o estudo também eram exatamente esfericamente simétrica, ao contrário de muitos buracos negros, que giram e, portanto, diferem entre suas superfícies. Finalmente, em seu modelo o buraco negro estava lá para sempre e vai estar lá para sempre - na realidade, os buracos negros formam geralmente após o colapso de estrelas de um dia e deve evaporar se eles não têm mais matéria ou energia para devorar.

"Adição de matéria e ter um buraco negro que evolui é o que nós estamos apontando para a próxima", disse Pullin.

Pullin e seu colega Rodolfo Gambini detalharam suas descobertas on-line 23 de maio na revista Physical Review Letters  .

Contactos e fontes: 'Dentro Ciência News ServicePor Charles Q. Choi, ISNS Colaborador