Ya est\u00e1 lista la receta para crear en laboratorio una de las m\u00e1s fascinantes estructuras c\u00f3smicas: los agujeros negros, masas compactas gigantescas, provenientes del colapso de estrellas, con una atracci\u00f3n gravitacional tan intensa que absorbe todo a su alrededor, incluso la luz. Con materiales relativamente sencillos -una especie de generador de Van de Graaff, un dispositivo generador de energ\u00eda est\u00e1tica que cuando es tocado deja los cabellos erizados, y un tipo especial de pl\u00e1stico capaz de reflejar la luz-, f\u00edsicos del Centro Brasile\u00f1o de Investigaciones F\u00edsicas (CBPF, sigla en portugu\u00e9s), de R\u00edo de Janeiro, aseguran que los agujeros negros, de acuerdo con una propuesta que ellos mismos elaboraron, pueden ser domesticados.<\/p>\n
No para absorber materia, sino para aprisionar luz y, por analog\u00eda, para contribuir a un entendimiento m\u00e1s detallado acerca de c\u00f3mo funcionan cuerpos c\u00f3smicos similares, cuyas propiedades se tornan a\u00fan m\u00e1s dif\u00edciles de estudiar a causa de la distancia a la cual se encuentran -el agujero negro real m\u00e1s cercano estar\u00eda en el centro de la V\u00eda L\u00e1ctea, a alrededor de 30 mil a\u00f1os luz de la Tierra.<\/p>\n
La perspectiva de hacer que los agujeros negros se vuelvan tan amigables como un coche moderno constituye una manera de revisar las leyes de la f\u00edsica. Los procesos que ocurren en el interior de esas estructuras son ejemplos extremos de las interacciones entre part\u00edculas elementales, pr\u00e1cticamente imposibles de ser visualizados en los aceleradores de part\u00edculas, en los cuales la atracci\u00f3n gravitacional entre las part\u00edculas es despreciable. De all\u00ed se explica la carrera mundial para ver qui\u00e9n adiestra primero a los agujero negros, y la estimaci\u00f3n indica que los resultados experimentales surgir\u00edan en un plazo m\u00e1ximo de cinco a\u00f1os.<\/p>\n
En enero, el f\u00edsico Ulf Leonhardt, de la Universidad de Saint Andrews, Reino Unido, divulg\u00f3 en\u00a0Nature<\/em> su propuesta para la creaci\u00f3n de un agujero negro artificial, fundamentada en la llamada cat\u00e1strofe cu\u00e1ntica, una forma de dispersi\u00f3n de la luz que explica los fen\u00f3menos m\u00e1s triviales, como el arco iris. En una propuesta todav\u00eda m\u00e1s reciente, publicada electr\u00f3nicamente en mayo, William Unruh, de la Universidad de Columbia Brit\u00e1nica, Canad\u00e1, mostr\u00f3 c\u00f3mo hacer agujeros negros sonoros, capaces de aspirar ondas sonoras, que tambi\u00e9n mostrar\u00edan el poder de esos objetos c\u00f3smicos.<\/p>\n Pero hace case cuatro a\u00f1os, en noviembre de 1998, dos brasile\u00f1os, Mario Novello y Jos\u00e9 Salim, del Laboratorio de Cosmolog\u00eda y F\u00edsica Experimental de Altas Energ\u00edas (Lafex) del CBPF, publicaban en\u00a0Physical Review D<\/em> una propuesta de creaci\u00f3n de agujeros negros artificiales del tipo electromagn\u00e9tico y no gravitacionales, capaces de absorber fotones -part\u00edculas de luz- pr\u00f3ximos. En 2000, la receta de los brasile\u00f1os fue detallada en otro art\u00edculo en Physical Review D -y hay otro art\u00edculo en v\u00edas de publicaci\u00f3n, escrito en conjunto con investigadores de la Universidad Federal de Itajub\u00e1, Minas Gerais.<\/p>\n Propuestas distintas El experimento de Leonhardt implica el uso de un gas ultrafr\u00edo o cristal, que puede volverse transparente, de acuerdo con el tipo de luz que se lanza sobre \u00e9l -es aquello que se denomina transparencia electromagn\u00e9ticamente inducida. Lanzando sobre ese material cantidades diferentes de luz, es posible crear una regi\u00f3n no transparente en la parte central y regiones m\u00e1s transparentes en los extremos. Otro rayo de luz, al incidir por dentro del material, se propagar\u00e1 y reducir\u00e1 su velocidad, hasta detenerse completamente cuando la materia ya est\u00e9 opaca. Esa regi\u00f3n simula, en t\u00e9rminos electromagn\u00e9ticos, el efecto del horizonte de eventos, el l\u00edmite de un agujero negro, sobre el rayo de luz.<\/p>\n “Prefiero el lenguaje de la estructura de espacio-tiempo, que permite una reformulaci\u00f3n m\u00e1s profunda que la mera trivialidad del proceso de construcci\u00f3n de un agujero negro”, afirma Novello. El espacio-tiempo es, esencialmente, el medio en el que se producen los eventos, m\u00e1s all\u00e1 de constituir uno de los conceptos claves de la Teor\u00eda de la Relatividad Especial, formulada por el f\u00edsico alem\u00e1n Albert Einstein (1879-1955) a comienzos del siglo pasado. Al seguir por esa senda, el grupo del CBPF indaga sobre los fundamentos de la teor\u00eda de la gravitaci\u00f3n en sus aspectos geom\u00e9tricos, no tocados durante un siglo.<\/p>\n En el proyecto de un agujero negro, el equipo del CBPF explora las consecuencias de las investigaciones sobre propagaci\u00f3n de las ondas luminosas realizadas por otro f\u00edsico alem\u00e1n, Werner Heisenberg (1901-1976), en la d\u00e9cada de 60. Normalmente, los fotones se propagan de una manera lineal, sin depender de los medios que atraviesan, de acuerdo con los caminos definidos por las leyes de la gravitaci\u00f3n universal, que valen para cualquier cuerpo en el universo, desde las part\u00edculas at\u00f3micas hasta las estrellas.<\/p>\n Comportamiento anormal “Al margen de la curvatura del espacio provocada por la atracci\u00f3n gravitacional, que sigue leyes universales, los fotones perciben una curvatura adicional, suscitando una nueva geometr\u00eda del mundo, complementaria a la descrita por Einstein”, aclara Novello. “Esa curvatura adicional del espacio solamente es sentida por los fotones, para los cuales todo ocurre como si el espacio-tiempo no fuera el mismo. Y all\u00ed reside el salto de los investigadores brasile\u00f1os: “Si los fotones en situaciones no lineales llevan a una modificaci\u00f3n adicional de la geometr\u00eda del mundo, es probable que una de esas modificaciones imite a un agujero negro”. A partir de esa conclusi\u00f3n, bastar\u00eda simular en el laboratorio las situaciones en las cuales los fotones se comportan de forma an\u00f3mala -o no lineal, como dicen los f\u00edsicos- y, si todo va bien, se llegar\u00e1 a algo parecido a un agujero negro.<\/p>\n Una de las formas de observar la conducta excepcional de los fotones ser\u00eda por medio de un aparato experimental con un fluido diel\u00e9ctrico -as\u00ed llamado por ser capaz de modificar la trayectoria de la luz. La propia agua consigue desviar la luz: un cuchillo en un vaso de agua parece doblado porque la propagaci\u00f3n de fotones en el aire y en el agua se da de manera diferente. Pero tanto en el agua como en el vidrio y en los cristales org\u00e1nicos, que tambi\u00e9n tienen esa propiedad, la intensidad de su acci\u00f3n no depende del valor del campo el\u00e9ctrico al cual est\u00e1n sometidos.<\/p>\n Revisando a Einstein Los f\u00edsicos de R\u00edo de Janeiro est\u00e1n convencidos de que la empresa vale la pena, porque con ella se podr\u00eda cuestionar efectivamente los supuestos de la Teor\u00eda de la Relatividad propuestos por Einstein. Para el cient\u00edfico alem\u00e1n, el universo es un modelo de espacio curvo, y la curvatura es provocada por la masa de los astros. Es como si agarr\u00e1ramos un pedazo de espuma de goma bien blanda, que representara al universo, y en su centro coloc\u00e1semos una bola de plomo, que ser\u00eda el Sol.<\/p>\n El peso de la bola hace que la espuma se hunda y forme una depresi\u00f3n a su alrededor. Se toma entonces una bola menor, que simboliza a la Tierra. Si se la lanza en direcci\u00f3n hacia la bola de plomo, a partir de una cierta distancia, \u00e9sta se va a desplazar alrededor de la bola de plomo siguiendo la l\u00ednea de la depresi\u00f3n por ella provocada. Para Einstein, esa curvatura del espacio explica la acci\u00f3n de la gravedad. Para los f\u00edsicos que pretenden construir un agujero negro, pueden existir muchas otras sutilezas en el universo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"F\u00edsicos de R\u00edo de Janeiro proponen un experimento que puede ayudar a revisar las leyes b\u00e1sicas del universo","protected":false},"author":150,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[464],"class_list":["post-75547","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/75547","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/150"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=75547"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/75547\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=75547"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=75547"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=75547"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=75547"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\n<\/strong>“Las investigaciones de Novello complementan mi trabajo y se encajan a la perfecci\u00f3n en la excitante \u00e1rea de estudios de los agujeros negros artificiales”, afirma Leonhardt. El investigador sueco estuvo en un seminario realizado en el CBPF en octubre de 2000, y presenci\u00f3 una conferencia de Novello sobre los efectos del vac\u00edo cu\u00e1ntico sobre el campo electromagn\u00e9tico, que fue decisiva para su propio trabajo. El vac\u00edo cu\u00e1ntico, lejos de representar un simple vac\u00edo, es un espacio en el que las part\u00edculas subat\u00f3micas entran en colisi\u00f3n, y aparecen y desaparecen a cada momento. Seg\u00fan Novello, los lenguajes adoptados en ambos abordajes son distintos: el sueco es un f\u00edsico del estado cu\u00e1ntico de la materia, y se preocupa con el comportamiento detallado de las estructuras at\u00f3micas, mientras que los brasile\u00f1os se abocan al estudio del comportamiento de los fotones en el vac\u00edo cu\u00e1ntico.<\/p>\n
\n<\/strong>Pero los estudios de Heisenberg indicaron que, como consecuencia de las oscilaciones del vac\u00edo cu\u00e1ntico, cuando var\u00edan la energ\u00eda y otras propiedades de un campo el\u00e9ctrico, en un intervalo de tiempo muy peque\u00f1o, los fotones se comportan de manera diferente: act\u00faan sobre el medio que atraviesan y lo modifican; como contrapartida, el medio act\u00faa sobre el fot\u00f3n, en una especie de interacci\u00f3n. Es el llamado comportamiento no lineal, por medio del cual las part\u00edculas de luz detectan una especie de relieve adicional en el terreno, denominada m\u00e9trica efectiva, y distinguen ese relieve adicional del relieve de la gravitaci\u00f3n, definida como una curvatura del espacio en la Teor\u00eda de la Relatividad.<\/p>\n
\n<\/strong>El experimento presupone diferentemente un fluido diel\u00e9ctrico cuya respuesta var\u00ede de acuerdo con la intensidad del campo el\u00e9ctrico aplicado -por esa raz\u00f3n es llamado del tipo no lineal. Ese l\u00edquido viscoso -una soluci\u00f3n con pol\u00edmeros polarizados (mol\u00e9culas con dos polos, uno negativo y otro positivo)- hace lo mismo que hace el agua hace con el cuchillo, pero con la luz. A\u00fan es incierto el costo del prototipo que se pretende construir -depende de las caracter\u00edsticas de los materiales, que deben a su vez ser definidos por otro grupo de f\u00edsicos, los experimentalistas.<\/p>\n