Agujero blanco para niños
Un agujero blanco es una idea teórica que surge de las ecuaciones de la Relatividad General de Albert Einstein. Se piensa que su existencia es muy poco probable debido a las condiciones tan especiales que necesitaría.
Imagina una región del espacio que es tan densa que curva el espacio a su alrededor, como un agujero negro. Pero, a diferencia de un agujero negro que absorbe todo, un agujero blanco haría lo contrario: ¡expulsaría materia y energía! Ningún objeto podría quedarse dentro de un agujero blanco por mucho tiempo. Por eso, se dice que un agujero blanco es como el "reverso en el tiempo" de un agujero negro.
Los científicos Ígor Nóvikov y Yuval Ne'eman hicieron importantes avances en esta teoría en la década de 1960. Sus ideas se basaron en las soluciones de las ecuaciones de la Relatividad General, que es la teoría de Einstein sobre la gravedad.
Contenido
Agujeros Blancos: ¿Qué Son?
Un agujero negro es un lugar en el espacio donde la gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Un agujero blanco, en cambio, sería un lugar del que nada podría entrar, pero del que todo podría salir. Es como una fuente cósmica que expulsa constantemente cosas.
¿Cómo se Diferencian de los Agujeros Negros?
Los agujeros negros tienen un "horizonte de sucesos", que es como un punto de no retorno. Una vez que algo cruza ese horizonte, no puede volver a salir. En un agujero blanco, el horizonte de sucesos funcionaría al revés: nada podría cruzarlo para entrar, pero todo lo que está dentro podría salir.
Los agujeros blancos, al igual que los agujeros negros, tendrían propiedades como masa, carga eléctrica y momento angular (una especie de giro). Atraerían materia como cualquier otra masa, pero los objetos que cayeran hacia un agujero blanco nunca llegarían a su horizonte de sucesos.
Origen de la Idea
La posibilidad de que existieran agujeros blancos fue propuesta por el científico soviético Ígor Nóvikov en 1964. Esta idea surgió al estudiar las soluciones de las ecuaciones de Einstein que describen un agujero negro "eterno", es decir, uno que siempre ha existido y no tiene carga ni gira.
Para que estas ecuaciones funcionen sin "bordes" en el espacio-tiempo, se necesita que, además de la región de agujero negro (donde las partículas entran), exista una región de agujero blanco (de donde las partículas salen). Esto permite seguir el camino de las partículas en el tiempo.
En este modelo teórico, también hay dos regiones exteriores separadas, a veces llamadas "universos" diferentes. Esto significa que la región interior del agujero negro podría contener partículas de ambos universos, y las partículas de la región del agujero blanco podrían escapar a cualquiera de ellos.
Estas cuatro regiones se pueden ver en un diagrama especial del espacio-tiempo llamado "coordenadas de Kruskal-Szekeres". En este diagrama, es posible ver una especie de "puente" que conecta las dos regiones exteriores, conocido como "Puente de Einstein-Rosen" o agujero de gusano. Sin embargo, no se podría usar este puente para viajar de un universo a otro, porque es imposible entrar en un agujero blanco desde fuera, y cualquier cosa que entre en un agujero negro chocaría con su centro.
Es importante recordar que este modelo describe un agujero negro/agujero blanco idealizado y eterno. Un agujero negro real se forma a partir de una estrella que colapsa. Si invertimos el tiempo de un agujero negro "realista", obtendríamos un agujero blanco que existe desde el inicio del universo y que expulsa materia hasta que "explota" y desaparece. Aunque la teoría los permite, los científicos no creen que existan de forma natural, ya que no hay procesos conocidos que los formen. Además, se cree que serían muy inestables.
Propiedades y Relevancia Física
Dependiendo del tipo de agujero negro que se considere, existen diferentes ideas sobre los agujeros blancos. En algunos casos, un agujero blanco podría ser la "salida" de un agujero negro hacia otro "universo". Esta conexión entre un agujero negro y un agujero blanco se llama agujero de gusano.
Sin embargo, en ambos casos, no es posible llegar a la región "dentro" de un agujero blanco, por lo que es imposible predecir lo que podría salir de él. Esto significa que un agujero blanco haría que la evolución del universo fuera impredecible.
¿Por qué son difíciles de encontrar?
Los agujeros negros se forman cuando una estrella muy grande se queda sin "combustible" y colapsa por su propia gravedad. Este proceso está bien estudiado. Pero no hay un proceso similar conocido que pueda formar un agujero blanco. Para que existiera, un agujero blanco tendría que formarse de alguna manera o haber estado presente desde el inicio del universo. Ninguna de estas ideas parece muy probable para los científicos.
Al principio, cuando se descubrieron los cuásares (objetos muy brillantes en el espacio), algunos pensaron que podrían ser agujeros blancos. Pero ahora se sabe que los cuásares se explican muy bien por la materia que cae en un agujero negro supermasivo.
Agujeros Blancos y el Big Bang
Algunos científicos han propuesto que cuando se forma un agujero negro, podría ocurrir un Big Bang (el inicio de nuestro universo) en su centro. Esto crearía un nuevo universo que se expandiría fuera del universo original.
Una teoría más avanzada sugiere que, en lugar de una singularidad (un punto infinitamente pequeño y denso), la materia que colapsa en un agujero negro podría rebotar y formar un "puente" hacia un nuevo universo. Para los observadores de ese nuevo universo, el universo original aparecería como un agujero blanco. Esto significaría que nuestro universo podría ser el interior de un agujero negro que existe dentro de un universo más grande.
Un estudio de 2012 incluso sugirió que el Big Bang en sí mismo fue un agujero blanco. Propuso que un agujero blanco podría aparecer de repente, expulsando toda la materia en un solo pulso. Así, a diferencia de los agujeros negros, los agujeros blancos no se observarían continuamente, sino solo en el momento de su "explosión". Sin embargo, muchos científicos no están de acuerdo con esta idea, ya que la teoría sugiere que la materia no puede entrar en un agujero blanco desde el exterior.
Hipótesis Varias
Aunque no hay un proceso claro para su formación, se han planteado algunas ideas sobre los agujeros blancos:
- Podrían ser una especie de "salida" de los agujeros negros, conectados por un agujero de gusano. Sin embargo, los agujeros de gusano tampoco se han encontrado.
- Otra idea es que los agujeros blancos serían muy inestables, durarían muy poco tiempo y podrían colapsar y convertirse en agujeros negros.
- También se ha postulado que los agujeros blancos podrían ser simplemente el inverso en el tiempo de un agujero negro.
- En 2014, algunos investigadores exploraron la posibilidad de que el Big Bang se hubiera producido por la explosión de un agujero blanco supermasivo.
Hoy en día, muy pocos científicos creen en la existencia real de los agujeros blancos. Se consideran más bien un ejercicio matemático interesante que algo que exista en el universo.
Galería de imágenes
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Recreación artística de un agujero blanco.
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Diagrama de Kruskal, que muestra la región de agujero negro (arriba), la región de agujero blanco (abajo) y dos regiones exteriores (izquierda y derecha) que describen el campo gravitatorio alrededor de un cuerpo esférico.
Véase también
En inglés: White hole Facts for Kids
