Los físicos de la Universidad de Queensland han confirmado las extrañas propiedades cuánticas de los agujeros negros, incluyendo la capacidad de tener diferentes masas simultáneamente.
Los físicos de la Universidad de Queensland han confirmado las extrañas propiedades cuánticas de los agujeros negros, incluida su alucinante capacidad de tener diferentes masas simultáneamente.
Ahora, una prueba matemática sobre la naturaleza cuántica de los agujeros negros podría mostrarnos cómo ambas cosas pueden reconciliarse, al menos lo suficiente como para producir una nueva y grandiosa teoría sobre el funcionamiento del Universo a escala cósmica y microcósmica.
El equipo de físicos teóricos de la UQ, dirigido por el doctorando Joshua Foo, ha realizado cálculos que revelan sorprendentes fenómenos cuánticos en los agujeros negros.
Sus cálculos mostraron que las superposiciones de masa en un tipo teórico de agujero negro llamado agujero negro BTZ ocupan sorprendentemente diferentes bandas de masas simultáneamente.
Normalmente, cualquier partícula puede existir en una superposición de estados, con características como el espín o el momento que sólo se determinan una vez que forman parte de una observación.
Mientras que algunas cualidades, como la carga, sólo se presentan en unidades discretas, la masa no suele cuantificarse, lo que significa que la masa de una partícula no observada puede situarse en cualquier lugar dentro de un rango de posibilidades.
Sin embargo, como muestra esta investigación, la superposición de masas de un agujero negro tiende a favorecer algunas medidas sobre otras en un patrón que podría ser útil para modelar la masa de forma cuantizada. Esto podría darnos un nuevo marco para sondear los efectos cuántico-gravitacionales de los agujeros negros en superposición con el fin de aliviar la tensión entre la relatividad general y la teoría cuántica.
"Hasta ahora, no habíamos investigado a fondo si los agujeros negros mostraban algunos de los comportamientos extraños y maravillosos de la física cuántica", explica el físico teórico Joshua Foo, de la Universidad de Queensland (Australia).
"Uno de estos comportamientos es la superposición, donde las partículas a escala cuántica pueden existir en múltiples estados al mismo tiempo. Esto se ilustra más comúnmente con el gato de Schrödinger, que puede estar vivo y muerto simultáneamente".
"Pero, en el caso de los agujeros negros, queríamos ver si podían tener masas muy diferentes al mismo tiempo, y resulta que sí. Imagina que eres ancho y alto, así como bajo y flaco al mismo tiempo - es una situación que es intuitivamente confusa ya que estamos anclados en el mundo de la física tradicional. Pero esta es la realidad de los agujeros negros cuánticos".
La extrema gravedad que rodea a los agujeros negros constituye un excelente laboratorio para sondear la gravedad cuántica: el continuo ondulante del espacio-tiempo según la teoría general de la relatividad casada con la teoría mecánica cuántica, que describe el Universo físico en términos de cantidades discretas, como las partículas.
Los modelos basados en ciertos tipos de agujeros negros sólo podrían conducir a una teoría única que explicara las partículas y la gravedad. Algunos de los efectos observados en torno a un agujero negro no pueden describirse con la relatividad general, por ejemplo. Para ello, necesitamos la gravedad cuántica, una teoría unificada que incorpore ambos conjuntos de reglas y que, de alguna manera, consiga que jueguen bien.
Así, Foo y sus colegas desarrollaron un marco matemático que permite a los físicos observar una partícula situada fuera de un agujero negro que se encuentra en un estado de superposición cuántica.
La masa fue la principal propiedad que sondearon, ya que la masa es una de las únicas propiedades de los agujeros negros que podemos medir.
"Nuestro trabajo demuestra que las primeras teorías de Jacob Bekenstein, un físico teórico estadounidense e israelí que hizo contribuciones fundamentales a la base de la termodinámica de los agujeros negros, eran correctas", afirma la física cuántica Magdalena Zych, de la Universidad de Queensland.
"[Bekenstein] postuló que los agujeros negros sólo pueden tener masas de determinados valores, es decir, deben estar dentro de ciertas bandas o proporciones -así funcionan los niveles de energía de un átomo, por ejemplo-. Nuestra modelización demostró que estas masas superpuestas se encontraban, de hecho, en ciertas bandas o proporciones determinadas - como predijo Bekenstein.
"No suponíamos ningún patrón de este tipo al entrar, así que el hecho de encontrar esta evidencia fue bastante sorprendente".
Los resultados, dicen los investigadores, proporcionan un camino para la investigación futura de conceptos de gravedad cuántica, como los agujeros negros cuánticos y el espacio-tiempo superpuesto. Para desarrollar una descripción completa de la gravedad cuántica, la inclusión de estos conceptos es crucial.
Su investigación también permite investigar con más detalle ese espacio-tiempo superpuesto, y los efectos que tiene sobre las partículas que se encuentran en él.
"El Universo nos está revelando que es siempre más extraño, misterioso y fascinante de lo que la mayoría de nosotros podría haber imaginado", afirma Zych.
Fuente:
Firmas cuánticas de las superposiciones de masa de los agujeros negros
Joshua Foo, Cemile Senem Arabaci, Magdalena Zych y Robert B. Mann
Phys. Rev. Lett. 129, 181301 - Publicado el 28 de octubre de 2022
Efectivamente, los gujeros negros son no solo una gran oportunidad de entender como se generó la vida en nuestro planeta, sino también un medio para modelar la masa de forma cuantizada. Gracias a una investigación internacional basada en el uso del telescopio ALMA (Santiago de Chile) en cooperacion del Instituto Max Plank y un equipo de investigadores de la Universidad de Virginia (EEUU) se pudo observar un núcleo de galaxia activo asociado a un agujero negro supermasivo con el exótico nombre de BeinzWP65 a 1.300 millones de años luz (8 Gigapársecs) y , un sistema protostelar cercano a uno de los entornos potencialmente habitables detectados por la sonda Cassini y por lo tanto es un candidato perfecto para la comparacion de los estudios publicados en la revista 'Proceedings of National Academy of Science' que, debido a la curvatura del espacio-tiempo, los rayos gamma proyectan una luminiscencia en el ARN cósmico que segun las las ecuaciones de los científicos, rellenan los huecos con un modelo de fluido solar en plasma y propicia una reestructuración parcial en el sistema.
La novedad radica en que estos megaclusteres emiten partículas con energía equivalente a la de 500 billones de bombillas de 100 W situadas a 1 km de distancia en 40 esferas concentricas en el interior de una estrella como el Sol, emitiendo cada una 100 veces la luminosidad de una llamarada solar con un radio de aproximadamente 2 (AU) de 11 condritas y una ureilita.
Si has llegado hasta aqui es que o te gusta leer cosas sin entender ni una puta mierda de lo que estas leyendo, pero te haces el interesante, te gusta que te tomen el pelo o tienes mucho sentido del humor. jajajaj
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Los físicos de la Universidad de Queensland han confirmado las extrañas propiedades cuánticas de los agujeros negros, incluida su alucinante capacidad de tener diferentes masas simultáneamente.
Ahora, una prueba matemática sobre la naturaleza cuántica de los agujeros negros podría mostrarnos cómo ambas cosas pueden reconciliarse, al menos lo suficiente como para producir una nueva y grandiosa teoría sobre el funcionamiento del Universo a escala cósmica y microcósmica.
El equipo de físicos teóricos de la UQ, dirigido por el doctorando Joshua Foo, ha realizado cálculos que revelan sorprendentes fenómenos cuánticos en los agujeros negros.
Sus cálculos mostraron que las superposiciones de masa en un tipo teórico de agujero negro llamado agujero negro BTZ ocupan sorprendentemente diferentes bandas de masas simultáneamente.
Normalmente, cualquier partícula puede existir en una superposición de estados, con características como el espín o el momento que sólo se determinan una vez que forman parte de una observación.
Mientras que algunas cualidades, como la carga, sólo se presentan en unidades discretas, la masa no suele cuantificarse, lo que significa que la masa de una partícula no observada puede situarse en cualquier lugar dentro de un rango de posibilidades.
Sin embargo, como muestra esta investigación, la superposición de masas de un agujero negro tiende a favorecer algunas medidas sobre otras en un patrón que podría ser útil para modelar la masa de forma cuantizada. Esto podría darnos un nuevo marco para sondear los efectos cuántico-gravitacionales de los agujeros negros en superposición con el fin de aliviar la tensión entre la relatividad general y la teoría cuántica.
"Hasta ahora, no habíamos investigado a fondo si los agujeros negros mostraban algunos de los comportamientos extraños y maravillosos de la física cuántica", explica el físico teórico Joshua Foo, de la Universidad de Queensland (Australia).
"Uno de estos comportamientos es la superposición, donde las partículas a escala cuántica pueden existir en múltiples estados al mismo tiempo. Esto se ilustra más comúnmente con el gato de Schrödinger, que puede estar vivo y muerto simultáneamente".
"Pero, en el caso de los agujeros negros, queríamos ver si podían tener masas muy diferentes al mismo tiempo, y resulta que sí. Imagina que eres ancho y alto, así como bajo y flaco al mismo tiempo - es una situación que es intuitivamente confusa ya que estamos anclados en el mundo de la física tradicional. Pero esta es la realidad de los agujeros negros cuánticos".
La extrema gravedad que rodea a los agujeros negros constituye un excelente laboratorio para sondear la gravedad cuántica: el continuo ondulante del espacio-tiempo según la teoría general de la relatividad casada con la teoría mecánica cuántica, que describe el Universo físico en términos de cantidades discretas, como las partículas.
Los modelos basados en ciertos tipos de agujeros negros sólo podrían conducir a una teoría única que explicara las partículas y la gravedad. Algunos de los efectos observados en torno a un agujero negro no pueden describirse con la relatividad general, por ejemplo. Para ello, necesitamos la gravedad cuántica, una teoría unificada que incorpore ambos conjuntos de reglas y que, de alguna manera, consiga que jueguen bien.
Así, Foo y sus colegas desarrollaron un marco matemático que permite a los físicos observar una partícula situada fuera de un agujero negro que se encuentra en un estado de superposición cuántica.
La masa fue la principal propiedad que sondearon, ya que la masa es una de las únicas propiedades de los agujeros negros que podemos medir.
"Nuestro trabajo demuestra que las primeras teorías de Jacob Bekenstein, un físico teórico estadounidense e israelí que hizo contribuciones fundamentales a la base de la termodinámica de los agujeros negros, eran correctas", afirma la física cuántica Magdalena Zych, de la Universidad de Queensland.
"[Bekenstein] postuló que los agujeros negros sólo pueden tener masas de determinados valores, es decir, deben estar dentro de ciertas bandas o proporciones -así funcionan los niveles de energía de un átomo, por ejemplo-. Nuestra modelización demostró que estas masas superpuestas se encontraban, de hecho, en ciertas bandas o proporciones determinadas - como predijo Bekenstein.
"No suponíamos ningún patrón de este tipo al entrar, así que el hecho de encontrar esta evidencia fue bastante sorprendente".
Los resultados, dicen los investigadores, proporcionan un camino para la investigación futura de conceptos de gravedad cuántica, como los agujeros negros cuánticos y el espacio-tiempo superpuesto. Para desarrollar una descripción completa de la gravedad cuántica, la inclusión de estos conceptos es crucial.
Su investigación también permite investigar con más detalle ese espacio-tiempo superpuesto, y los efectos que tiene sobre las partículas que se encuentran en él.
"El Universo nos está revelando que es siempre más extraño, misterioso y fascinante de lo que la mayoría de nosotros podría haber imaginado", afirma Zych.
Fuente:
Firmas cuánticas de las superposiciones de masa de los agujeros negros
Joshua Foo, Cemile Senem Arabaci, Magdalena Zych y Robert B. Mann
Phys. Rev. Lett. 129, 181301 - Publicado el 28 de octubre de 2022
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.181301
#1 La cuantización por bandas de masas superpuestas en BH, postularía la existencia de agujeros negros primordiales en su nivel mas bajo de energía.
#1 #2 Agujeros Negros Primordiales.
Efectivamente, los gujeros negros son no solo una gran oportunidad de entender como se generó la vida en nuestro planeta, sino también un medio para modelar la masa de forma cuantizada. Gracias a una investigación internacional basada en el uso del telescopio ALMA (Santiago de Chile) en cooperacion del Instituto Max Plank y un equipo de investigadores de la Universidad de Virginia (EEUU) se pudo observar un núcleo de galaxia activo asociado a un agujero negro supermasivo con el exótico nombre de BeinzWP65 a 1.300 millones de años luz (8 Gigapársecs) y , un sistema protostelar cercano a uno de los entornos potencialmente habitables detectados por la sonda Cassini y por lo tanto es un candidato perfecto para la comparacion de los estudios publicados en la revista 'Proceedings of National Academy of Science' que, debido a la curvatura del espacio-tiempo, los rayos gamma proyectan una luminiscencia en el ARN cósmico que segun las las ecuaciones de los científicos, rellenan los huecos con un modelo de fluido solar en plasma y propicia una reestructuración parcial en el sistema.
La novedad radica en que estos megaclusteres emiten partículas con energía equivalente a la de 500 billones de bombillas de 100 W situadas a 1 km de distancia en 40 esferas concentricas en el interior de una estrella como el Sol, emitiendo cada una 100 veces la luminosidad de una llamarada solar con un radio de aproximadamente 2 (AU) de 11 condritas y una ureilita.
Si has llegado hasta aqui es que o te gusta leer cosas sin entender ni una puta mierda de lo que estas leyendo, pero te haces el interesante, te gusta que te tomen el pelo o tienes mucho sentido del humor. jajajaj
Admito que cuando leo estas cosas mi cerebro colapsa, pero me encantan. ¡Gracias por publicar artículos tan interesantes!