El espectro de energías de las partículas ayudará a distinguir agujeros negros de objetos compactos masivos
1/7/2016 de Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT) / Physical Review D
Ilustración de artista del comportamiento diferente que tienen partículas como el bosón de Higgs cuando se encuentran cerca de un agujero negro o de un objeto compacto. Fuente: Moscow Institute of Physics and Technology.
Un equipo de científicos ha diseñado un método para distinguir agujeros negros de objetos masivos compactos que son externamente indistinguibles unos de otros. El método se basa en estudiar el espectro de energías de partículas que se mueven alrededor de él, que en unos casos es continuo y en otro discreto.
Los agujeros negros de masa estelar son resultado del colapso gravitatorio de una estrella cuando agota todo su combustible termonuclear y la presión del gas no puede ya contrarrestar la gravedad. Si la estrella es suficientemente masiva colapsa a un tamaño menor que un valor concreto (llamado radio de Schwarzild) y se convierte en un agujero negro. Sin embargo, el tiempo en el horizonte de sucesos se frena tanto que para un observador externo el proceso de colapso casi se detiene (si una nave cae al agujero negro, por ejemplo, a un observador externo le parecería que está continuamente cayendo) y por tanto, todos los agujeros negros que vemos están colapsando eternamente.
Los astrofísicos sospechan que pueden existir otros objetos compactos masivos que casi alcanzan el estatus de agujero negro, pero su tamaño es poco mayor que el radio de Schwarzild. Sin embargo, desde el exterior son indistinguibles de los agujeros negros. Emil Akhmedov, Fedor Popov, y Daniil Kalinov han desarrollado un método para diferenciarlos o, más exactamente, distinguir entre objetos masivos compactos y objetos en colapso.
“Examinamos el campo cuántico escalar alrededor de un agujero negro y de un objeto compacto y descubrimos que alrededor del objeto en colapso (el agujero negro) no hay estados ligados, pero alrededor del objeto compacto sí que los hay”, explica Fedor Popov. Estudiaron el comportamiento de partículas escalares (como el bosón de Higgs, por ejemplo) en las proximidades de los agujeros negros y de objetos compactos. Observaron que cuando se trata de un objeto compacto el espectro es discreto, es decir, no hay partículas con ciertos valores de energía y aparecen zonas “vacías” en el espectro. En el caso de un agujero negro, el espectro de energías es continuo, no hay zonas vacías.
