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Singularidades desnudas en agujeros negros 5-dimensionales

mayo 6, 2016

En varios sitios, por ejemplo, physisorg, se han hecho eco de un resultado que considero potencialmente muy interesante.
Five-dimensional black hole could ‘break’ general relativity

El artículo técnico, publicado en physical review letters, tiene su correspondiente versión en arxiv

End Point of Black Ring Instabilities and the Weak Cosmic Censorship Conjecture

Este es el abstract:

“We produce the first concrete evidence that violation of the weak cosmic censorship conjecture can occur in asymptotically flat spaces of five dimensions by numerically evolving perturbed black rings. For certain thin rings, we identify a new, elastic-type instability dominating the evolution, causing the system to settle to a spherical black hole. However, for sufficiently thin rings the Gregory-Laflamme mode is dominant, and the instability unfolds similarly to that of black strings, where the horizon develops a structure of bulges connected by necks which become ever thinner over time.”

En el artículo de physicsorg por “romper” se refieren a que en cinco dimensiones puede darse el caso de lo que se conoce cómo una singularidad desnuda, es decir, un punto singular que no está rodeado por un horizonte de sucesos (la frontera de un agujero negro) y, por tanto, queda esa singularidad expuesta al resto del universo.
Por singularidad pueden entenderse varias cosas diferentes, la mas sencilla de entender es “un punto dónde la métrica se hace infinita”, o dónde la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita, o la densidad de materia infinita. Pero quizás no sea esa la clave de la idea de singularidad. Lo importante es que es un punto del espacio-tiempo al que llegan curvas posibles, es decir, puedes llegar a él, hacerlo en un tiempo finito (tanto subjetivo cómo para un observador lejano, recordemos que el tiempo pasa de manera diferente para diversos observadores en función de diversos factores) y, una vez allí, las ecuaciones no predicen que pasa (se puede suponer que se queda allí para siempre, pero no es obvio que deba ser así).

El ejemplo que plantea esta gente es la evolución de un agujero negro en forma de anillo (Un black ring), de un cierto tipo especial, llamado delgado. La existencia de agujeros negros que no sean de forma esférica es algo que no ocurre en 3+1 dimensiones, así que no es posible extender este caso a nuestro espacio observable.

En teoría de cuerdas el universo debe tener 10 (11 en el caso de la variante llamada teoría M, aunque la historia es ligeramente mas complicada que éso) y en algunos escenarios alguna de las 6 que no observamos podría ser lo bastante extensa cómo para que un agujero de esas características se formase, así que éso supone un gran reto para la teoría de cuerdas (a ver cómo describiría esas situaciones, y que conclusiones sacaría) y la relatividad general sencillamente se queda sin herramientas para ir mas allá.
La verdad es que es un resultado que, sí es cierto, es muy importante ya que había la violación de la versión débil de la conjetura de censura cósmica (hecha por Penrose) que afirmaba que algo así no podía ocurrir. Siendo una conjetura no está demostrada, pero sí que había probado ser válida en muchos escenarios y, por ahora al menos, sólo hay este contraejemplo en 5 dimensiones.
La verdad es que estaría bien que no hubiera errores. Estando basado en cálculos en un superordenador es difícil una verificación independiente, y menos sí no se es experto en relatividad general numérica, que es un submundo aparte, pero me parece un resultado lo bastante interesante cómo para que la gente lo contraste (sí no se presta atención a algo así no sé a que se le va a prestar xD) y, caso de aceptarse estaría bien intentar recrear mediante cuerdas la situación, a ver que nos dicen.

Cuando haya leído con calma el artículo, sí veo que hay algo interesante que añadir, editaré la entrada para comentarlo.

Por cierto, imagino que a algunos les habrá extrañado que no mencionase nada sobre el famoso descubrimiento directo de ondas gravitacionales por parte de LIGO hace unos meses. Por un lado andaba liado en esas fechas, pero, más importante, sólo hay un evento. No he visto ninguna crítica por parte de nadie de que el resultado pueda ser falso, y hay rumores de que la colaboración tiene mas eventos candidatos, pero, tras el historial de los últimos años en varias áreas, no voy a estar del todo tranquilo hasta que no se hayan publicado otros eventos bien documentados.