"Agujeros Blancos"
-Realidad Teórica, Fundamento Matemático, Desafíos Físicos y Especulación filosófica personal-
Resumen:
Los agujeros blancos, según la astrofísica, serían estructuras hipotéticas del espacio-tiempo, que surgen de las ecuaciones matemáticas de la Teoría de la Relatividad General de Einstein.
Los agujeros blancos se proponen como el “opuesto” a los agujeros negros; dado que, mientras éstos últimos absorben materia y luz, sin permitir su salida, los agujeros blancos expulsarían materia y energía sin permitir su reentrada.
Actualmente, se debe aclarar, no existe evidencia observacional aparente de su existencia; su estudio reside en teorías modernas procedentes de la gravedad cuántica, la cosmología y la relatividad extendida; aunque intentaré explicar, como especulación filosófica final, que quizá los agujeros blancos se encuentran ante nuestros ojos y por una ceguera impuesta, por nuestro propio conocimiento, somos incapaces de observarlos.
I. Introducción
Desde su formulación por Albert Einstein en 1915, la Teoría de la Relatividad General ha sido la piedra angular de la física gravitatoria moderna. Las ecuaciones de campo que la constituyen predicen la posibilidad de objetos extremos como son los agujeros negros, cuya existencia astrofísica está respaldada por observaciones astronómicas desde finales del siglo XX.
Los, hipotéticos, agujeros blancos emergen de esas mismas ecuaciones como contrapartes temporales de los agujeros negros, aunque permanecen, de momento a los ojos de los astrofísicos, como soluciones matemáticas sin correspondencia física comprobada.
El propósito de éste Trabajo es explorar todas las perspectivas científicas actuales sobre los agujeros blancos, su origen teórico, posibles mecanismos de formación, estabilidad, implicaciones cosmológicas y cuestiones no resueltas; así como exponer, por primera vez, una especulación filosófica que podría volarle la cabeza a más de una Mente cartesiana.
II. Bases Teóricas: Relatividad General y Soluciones al Espacio-Tiempo
2.1. Relatividad General y Singularidades
La relatividad general describe al espacio-tiempo como una entidad curvada por la presencia de masa y energía. Las ecuaciones de Einstein permiten soluciones donde ésta curvatura se vuelve extrema, conduciendo a objetos como los agujeros negros donde la gravedad es tan intensa que nada puede escapar. En su día los agujeros negros, como hoy los agujeros blancos, eran meros objetos teóricos porque no habíamos aprendido a detectarlos; dado que son invisibles a la observación directa; pero visibles sus efectos sobre los objetos estelares cercanos.
2.2. Origen de la Idea de los Agujeros Blancos
Los agujeros blancos surgieron en la década de 1930 como consecuencia de los trabajos de físicos como Robert Oppenheimer y Hartland Snyder, quienes exploraron soluciones extendidas de la métrica de Schwarzschild que incluían regiones y objetos que expulsarían materia en lugar de absorberla. Más tarde, cosmólogos como Igor Novikov y Nikolai Kardashev desarrollaron formalmente éstas soluciones como la parte “reversa” de un agujero negro; considerando al agujero negro como una suerte de sumidero que absorbe todo lo que se encuentra a su alrededor y que debería desaguar en algún otro lugar; pues bien, ese hipotético desagüe no sería otra cosa que un agujero blanco.
2.3. Principio de Tiempo Reverso
Matemáticamente, revertir el tiempo en un agujero negro (como si reprodujéramos una película hacia atrás) conduciría a una entidad que no permite la entrada de materia, como sí sucede con su contraparte el agujero negro, sino que expulsa materia y energía desde un horizonte de sucesos interno hacia el espacio exterior. Esta idea está en el corazón de la definición de los agujeros blancos. Ésta Idea es muy importante para intentar entender la especulación filosófica final que les mostraré al final de éste trabajo.
III. Características Teóricas de los Agujeros Blancos
3.1. Horizonte de Sucesos Invertido
Mientras que los agujeros negros tienen un horizonte de sucesos que impide que la luz o la materia escapen de su campo de acrección, los agujeros blancos tendrían un horizonte con la propiedad opuesta: la materia podría salir, pero nunca entrar. Esta asimetría temporal es una característica definitoria de lo que supone un agujero blanco.
3.2. Naturaleza de la Singularidad
En un agujero blanco, la singularidad está estructurada de tal forma que se supone que la materia y la energía emergen de ella, pero no existe un consenso, entre los científicos, sobre si ésta región puede considerarse físicamente real o solo un artefacto, meramente teórico, de las soluciones matemáticas; es decir, una escoria inservible y sin utilidad práctica alguna; pero me temo mucho que la Física Real no permitiría la existencia de tales e hipotéticos desechos teóricos.
3.3. Violación de Causalidad
Una de las implicaciones más extrañas es que los agujeros blancos pueden implicar regiones donde el flujo del tiempo se comporta de forma no intuitiva, desafiando nuestra comprensión de la causalidad. Esto hace que muchos físicos consideren estas soluciones como no físicas o inestables. Ésto es así, en tanto que consideramos nuestra actual Física como un constructo definitivo e inamovible; pero eso no es lo que la realidad nos muestra, dado que tenemos dos físicas, aparentemente incompatibles entre sí, la Teoría de la Relatividad y la Mecánica Cuántica, esperando a que, algún día, aparezca la ecuación última que pudiera unificarlas a ambas como una única y definitiva Física; lo cual a día de hoy, aún no acontece. Por lo tanto, entiendo que aún queda un gran camino por recorrer y no se trata de que nuestra Física actual esté mal o sea incorrecta; sino que, faltàndonis natos, se encuentra incompleta. Sería como situarnos en la Época de Newton; sus leyes han venido funcionando perfectamente hasta nuestros días; pero había algo que no podían explicar. Tuvimos que esperar a Einstein para que nos proporcionará su Teoría de la Gravedad, la cual ya explicaba esos agujeros que quedaban. Así, no es que las leyes de Newton fueran incorrectas sino que la Teoría estaba incompleta. Entiendo que, hoy, en nuestros días, sucede algo similar como si algo se nos escapará. Algo que tenemos delante de nuestros ojos; pero que, por condicionamiento intelectual, somos incapaces de observar.
IV. Procesos de Formación: ¿Cómo se originarían?
4.1. Contraste con la Formación de Agujeros Negros
Los agujeros negros se forman, así se ha determinado, por el colapso gravitacional de estrellas masivas. Sin embargo, no tenemos constancia de un proceso físico similar, e inverso, conocido que pudiera producir un agujero blanco de forma análoga en el universo observable…?
4.2. Transición de Agujeros Negros a Agujeros Blancos
Una teoría propuesta por Carlo Rovelli y Francesca Vidotto sugiere que un agujero negro podría, tras un proceso de evaporación, vía radiación de Hawking, rebotar y convertirse en un agujero blanco al final de su vida. La radiación de Hawking, predicha por Stephen Hawking, hace que los agujeros negros pierdan masa con el tiempo hasta su desaparición; por lo tanto, no existiría la posibilidad de que un agujero negro pudiera, al final de su actividad, transformarse en un agujero blanco.
4.3. Agujeros Blancos Primordiales y Materia Oscura
También se ha planteado que posibles agujeros blancos primordiales, microscópicos, se habrían formado durante los primeros instantes del universo; y que éstos, podrían constituir una fracción de lo que entendemos como materia oscura. En este hipotético escenario, los agujeros blancos serían extremadamente pequeños, invisibles y sólo detectables por sus efectos gravitacionales teóricos, asimilandose ésta característica con la de la invisible materia oscura o a otros objetos estelares, como veremos en la conclusión especulativa de éste trabajo.
V. Estabilidad y Viabilidad Física
5.1. Inestabilidad ante Perturbaciones
Los agujeros blancos, matemáticamente, parecen ser altamente inestables frente a pequeñas perturbaciones: la presencia de cualquier materia o radiación que entrase en su entorno “tiende a colapsar su estructura y transformarla en un agujero negro”. Esto pondría en duda su existencia, prolongada, en el cosmos observable; pero en nuestra Realidad ya existen objetos estelares que tras su colapso se transforman en agujeros negros.
5.2. Obstáculos Cuánticos
Las teorías de gravedad cuántica (como la gravedad cuántica de bucles) sugieren que los procesos que podrían permitir la “tunneling” cuántico, una suerte de agujero de gusano, entre agujeros negros y blancos requerirían condiciones extremas que aún no se comprenden completamente, como la existencia de algún tipo de materia exótica de carácter negativa y que aún no ha sido detectada de un modo ecperimental.
VI. Implicaciones Cosmológicas
6.1. Origen del Universo y Big Bang
Algunos modelos sugieren que el Big Bang podría interpretarse como un agujero blanco primordial, una explosión de materia desde una singularidad inicial surgida de un agujero negro supermasivo existente en otro Universo, aunque esta idea sigue siendo altamente especulativa y no parte del consenso científico estándar. De algún modo es como si toda la materia y energía procedente de nuestro Mundo Espacio temporal procediera de otro Universo y hubiese llegado hasta aquí mediante ése agujero blanco primordial que habría sido el Big Bang.
6.2. Materia Oscura y Estructura del Universo
Si los agujeros blancos microscópicos existen, podrían explicar, en parte, algunas características de la materia oscura, dada su supuesta indetectabilidad, proporcionando un posible candidato para esta forma misteriosa de materia que domina la masa del universo y que es la materia oscura, cuya existencia es indudable por sus efectos gravitacionales, aunque no podamos o sepamos verla.
6.3. Puentes a Otros Universos
Algunas extensiones matemáticas de la relatividad sugieren que los agujeros blancos podrían conectarse con agujeros negros a través de agujeros de gusano, teóricamente, creando túneles entre regiones distantes del espacio-tiempo o incluso entre universos diferentes. A día de hoy no existe evidencia observacional de ésta especulación; pero eso no quita de que pudiera ser así, dado que aunque esos universos paralelos existieran, no tenemos la más mínima posibilidad de estudiarlos de una forma empírica.
VII. Evidencia Observacional y Límites Actuales
Hasta ahora nadie ha podido detectar algún agujero blanco mediante observaciones astronómicas o ¿Sí?. No tenemos imágenes ni señales inequívocas de su presencia o ¿Sí?. Todo permanece en los ámbitos teórico y numérico; es decir, de la mera especulación. Las predicciones teóricas no parecen coincidir con fenómenos observados que puedieran atribuirse exclusivamente a agujeros blancos.
VIII. Debates Abiertos y Direcciones Futuras
8.1. Física Teórica y Gravedad Cuántica
La principal puerta hacia una comprensión física de los agujeros blancos está en la pendiente unificación de la relatividad general y de la mecánica cuántica, una meta central de la física teórica moderna. Nuevas aproximaciones, de estudios científicos aún no desarrollados, podrían validar o descartar escenarios de transición entre los agujeros negros y los agujeros blancos.
8.2. Observaciones de Alta Energía
Observaciones de ráfagas de rayos gamma o comportamientos extremos en cúmulos galácticos podrían abrir pistas indirectas sobre fenómenos compatibles con agujeros blancos si se desarrollan, en el futuro, técnicas de detección más sensibles.
IX. Conclusiones previas
Los agujeros blancos representan un concepto fascinante que emerge de las matemáticas de la relatividad general pero que aún carece de confirmación física. Aunque aparecen en diversos modelos extendidos de gravedad y cosmología, su existencia práctica enfrenta desafíos críticos como su inestabilidad, la falta de mecanismos de formación conocidos y la, supuesta, ausencia de evidencia observacional directa.
Esto no significa que la investigación en esta área sea inútil; por el contrario, explorar hipótesis como los agujeros blancos expande los límites de las teorías actuales y nos acerca a una comprensión más profunda de la naturaleza del universo.
X. Especulación filosófica Personal
¿Podríamos tener los agujeros blancos delante de nuestros ojos y no ser capaces de verlos porque creemos que son otra cosa diferente de lo que son?
La arrogancia parece ser algo intrínseco a la naturaleza humana y hoy, como antaño, muchos consideran que la construcción de nuestro Conocimiento está finiquitado; es decir, que nuestra Física es perfecta, definitiva y que puede explicarlo todo; pero lo cierto es que, en muchas ocasiones, la respuesta la tenemos visible ante nuestros ojos y, por condicionamiento religioso, científico o cultural, no podemos verla. Pues eso mismo, creo, es lo que sucede con los agujeros blancos.
Teóricamente, respecto de los agujeros blancos, conocemos ciertas cosas.
1.- Son objetos que emiten materia y energía.
2.- Se encuentran asociados a los agujeros negros, los cuales, por contra, absorben materia y energía.
3.- Hemos visto que los agujeros blancos, en determinadas circunstancias, pueden colapsar y transformarse en agujeros negros.
4.- Que la asociación de agujeros negros y blancos se realiza mediante agujeros de gusano que requieren de materia exótica negativa, probablemente antimateria.
Antes de desvelar les lo que, humildemente, creo que son los agujeros blancos, debemos rebatir la idea de que algunos cuerpos estelares, concretamente las estrellas, se encuentran en el Espacio sustentadas por nada en el vacío estelar y que pueden existir por sí mismas; es decir, que no se disuelven en el vacío espacial gracias a la fuerza de gravedad y que, por otro lado, en esa situación de compresión gravitatoria, son capaces de emitir hacia el exterior tanto energía como materia.
Creo, con firmeza, que las estrellas son esos agujeros blancos que los astrofísicos no son capaces de detectar. Y no son capaces de hacerlo porque miran hacia lugares equivocados.
Las estrellas parecen contradecir las leyes de entropía emitiendo, constantemente, energía y materia sin que el vacío del espacio, la energía oscura, acabe al instante con ellas. Las estrellas siguen emitiendo su luz como si fuese un horno que estuviese constantemente alimentado desde su interior. En éste sentido, se podría especular que toda estrella, en tanto que hipotético agujero blanco, estaría alimentado, mediante un agujero de gusano, por un agujero negro que se encontraría en otro Universo; es decir, que el funcionamiento de las estrellas se debería al combustible proporcionado por el agujero negro que existiría en su otro extremo dimensional.
Según alguna de las teorías contempladas por la Ciencia, que ya hemos visto, un agujero blanco, podría colapsar en un agujero negro. Cosa que efectivamente sucede con algunas de las estrellas supermasivas. Podríamos considerar que en el caso de agujeros negros y agujeros blancos existe una suerte de inversión cíclica; es decir, que donde existe una estrella hoy, mañana habría un agujero negro y, consecuentemente, en el otro extremo del agujero de gusano que los conecte, donde exista un agujero negro hoy, mañana podría existir un agujero blanco, según nuestro criterio, una estrella.
Lo expuesto con anterioridad, sabemos que se trata de una mera especulación; pero se encuadraría, perfectamente, con la teoría de los universos cíclicos, donde de una singularidad habría surgido el Universo y que éste una vez frenada, por la gravedad, la fuerza explosiva de la energía oscura del vacío, implosionaría hacia un Big Chrunch y que tampoco sería el final de todo; en tanto que ése proceso se produciría de forma cíclica y permanente. En el caso de nuestra estrella, como agujero blanco, y su contraparte, su agujero negro, sucedería otro tanto de lo mismo.
Desde aquí, humildemente, no tratamos de decir que la Física Estelar esté equivocada, sino que se encuentra incompleta y por lo que hay que seguir estudiando e investigando. Lamentablemente, nosotros no tenemos ni la formación ni los conocimientos necesarios para proseguir con éste, creemos, interesante Estudio; por lo que, desde aquí, pasamos el testigo a cualquier Mente científica abierta que quisiera investigar el apasionante Tema de los agujeros blancos. La experiencia matemática demuestra que las teorías certeras no crean escoria; es decir, desechos innecesarios. Sí los agujeros blancos pueden describirse matemáticamente es porque existen de verdad y estoy convencido que esos agujeros blancos no son otra cosa que las propias estrellas, “genéticamente”, vinculadas a los agujeros negros.
Por favor, vean nuestro Trabajo como lo que es, una mera especulación.
Bibliografía
Fuentes científicas y divulgativas consultadas:
“White hole”, Wikipedia; Europa Press, DPA; Space; Meteored España; arXv.
Artículo sobre teorías de agujeros blancos y su relación con agujeros negros, Europa Press / DPA.
Publicaciones sobre materia oscura y agujeros blancos microscópicos.
Space
Relatos divulgativos sobre la teoría de agujeros blancos.
Me
teored España
Información sobre la radiación de Hawking.
Wikipedia
Artículos académicos disponibles en arXiv sobre estabilidad y transiciones.
Aralba R+C









