Els forats negres en rotació podrien fer que el viatge hiperespacial finalment estigui a l’abast

Un dels escenaris de ciència ficció més estimats és utilitzar un forat negre com a portal a una altra dimensió, temps o univers. Aquesta fantasia pot estar més propera a la realitat del que s'havia imaginat anteriorment.

Els forats negres són, potser, els objectes més misteriosos de l'univers. Són la conseqüència de la gravetat de triturar a un estel moribund sense límit, que condueix a la formació d’una veritable singularitat, que passa quan una estrella sencera es comprimeix fins a un únic punt produint un objecte amb densitat infinita. Aquesta singularitat densa i calenta marca un forat en el teixit de l'espai-temps en si mateix, possiblement obrint una oportunitat per al viatge d'hiperespai. És a dir, una drecera a través de l'espai-temps que permet desplaçar-se en distàncies d’escala còsmica en un període curt.

Vegeu també: És la ciència ficció hiperespacial? No, si es veu amb força a la teoria de cordes

Anteriorment, els investigadors pensaven que qualsevol nau espacial que intentés fer servir un forat negre com a portal d’aquest tipus hauria de comptar amb la natura en el seu pitjor moment. La singularitat calenta i densa faria que la nau espacial suportés una seqüència de contenció de mares cada vegada més incòmoda abans de ser completament vaporitzada.

Volar per un forat negre

El meu equip de la Universitat de Massachusetts Dartmouth i un col·lega de Georgia Gwinnett College han demostrat que no es creen tots els forats negres iguals. Si el forat negre com el Sagitari A *, situat al centre de la nostra pròpia galàxia, és gran i rotatiu, llavors la perspectiva d'una nau espacial canvia radicalment. Això és perquè la singularitat amb què s’haurà de lluitar una nau espacial és molt suau i podria permetre un pas molt tranquil.

La raó que això és possible és que la singularitat rellevant dins d'un forat negre rotatiu és tècnicament "feble" i, per tant, no fa malbé els objectes que interactuen amb ell. Al principi, aquest fet pot semblar contra intuïtiu. Però es pot pensar que s’anomena a l’experiència comuna de passar ràpidament el dit a través d’una espelma de prop de 2.000 graus de flama sense que es cremi.

El meu col·lega Lior Burko i jo hem estat investigant la física dels forats negres durant més de dues dècades. El 2016, el meu doctorat Caroline Mallary, estudiant, inspirada en la pel·lícula de Christopher Nolan Interestel·lar, es va proposar provar si Cooper (el personatge de Matthew McConaughey) podia sobreviure a la seva caiguda profunda a Gargantua - un forat negre fictici, supermasivo, que gira ràpidament uns 100 milions de vegades la massa del nostre sol. Interestel·lar es basava en un llibre escrit per l’astrofísic guanyador del premi Nobel Kip Thorne i les propietats físiques de Gargantua són fonamentals per a la trama d’aquesta pel·lícula de Hollywood.

Basant-se en el treball realitzat pel físic Amos Ori dues dècades abans i armat amb les seves fortes habilitats computacionals, Mallary va construir un model informàtic que captaria la majoria dels efectes físics essencials en una nau espacial o qualsevol objecte gran que caigués en un negre gran i rotatiu forat com el Sagitari A *.

Ni tan sols un passeig bumpy?

El que va descobrir és que, en totes les condicions, un objecte que cau en un forat negre rotatiu no experimentaria efectes infinitament grans en el pas a través de l'anomenada singularitat de l'horitzó interior del forat. Aquesta és la singularitat que un objecte que entra en un forat negre rotatiu no pot maniobrar ni evitar. No només això, en les circumstàncies adequades, aquests efectes poden ser poc significatius, cosa que permet un pas bastant còmode a través de la singularitat. De fet, no hi pot haver efectes perceptibles sobre l'objecte que cau. Això augmenta la viabilitat d’utilitzar forats negres grans i rotatius com a portals per al viatge d’hiperespai.

Mallary també va descobrir una característica que no es va apreciar completament abans: el fet que els efectes de la singularitat en el context d’un forat negre rotatiu resultarien en cicles de ràpida expansió i estrenyiment de la nau espacial. Però per forats negres molt grans com Gargantua, la força d’aquest efecte seria molt petita. Per tant, la nau espacial i els individus a bord no ho detectarien.

El punt crucial és que aquests efectes no augmenten sense obligació; de fet, es mantenen finits, tot i que les tensions en la nau espacial tendeixen a créixer indefinidament quan s'aproxima al forat negre.

Hi ha uns quants supòsits simplificadors importants i conseqüències en el context del model de Mallary. La hipòtesi principal és que el forat negre considerat està completament aïllat i, per tant, no està subjecte a pertorbacions constants per part d’una font com ara una altra estrella al seu voltant o fins i tot una radiació caiguda. Tot i que aquesta hipòtesi permet simplificacions importants, val la pena assenyalar que la majoria dels forats negres estan envoltats de material còsmic: pols, gasos, radiació.

Vegeu també: "Solo" va donar un nom al combustible per a viatges hiperespacials

Per tant, una extensió natural del treball de Mallary seria realitzar un estudi similar en el context d’un forat negre astrofísic més realista.

L’enfocament de Mallary d’utilitzar una simulació per ordinador per examinar els efectes d’un forat negre en un objecte és molt comú en el camp de la física dels forats negres. No cal dir que encara no tenim la capacitat de realitzar experiments reals en o prop dels forats negres, de manera que els científics recorren a la teoria i les simulacions per desenvolupar una comprensió fent prediccions i descobriments nous.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation by Gaurav Khanna. Llegiu l'article original aquí.