Atención, pregunta: ¿Está cuantizada la masa de los microagujeros negros?

En mecánica cuántica la energía está cuantizada y en relatividad la energía y la masa son equivalentes. Por tanto, parece natural pensar que la masa debe estar cuantizada. César Gómez, del Instituto de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM/CSIC), y dos colegas afirman que la masa de los agujeros negros debe estar cuantizada, sea cual sea la teoría cuántica correcta de la gravedad. Su demostración se basa en argumentos físicos muy generales y es independiente de los detalles cuánticos de la gravedad. Su artículo presenta una regla universal de cuantización para los agujeros negros en un espaciotiempo de cualquier número de dimensiones: una masa m localizada en una región cuyo radio es r(m) debe cumplir la regla m r(m) = N, donde N es un número entero; por ejemplo, en la relatividad de Einstein se cumplirá que m=√N/LP, donde el denominador es la longitud de Planck. ¿Se puede verificar esta teoría de forma experimental? No, salvo que haya dimensiones extra en el espaciotiempo que sean muy grandes y el LHC del CERN pueda producir microagujeros negros. En dicho caso, su teoría predice una resonancia cuántica a ciertos valores discretos de la masa separados por una distancia controlada por el inverso de la raíz cuadrada de la sección transversal de producción de estos microagujeros negros. Una señal de este tipo será muy fácil de detectar (y de excluir). El artículo se lee fácil para un físico, así que los interesados disfrutarán con Gia Dvali, Cesar Gomez, Slava Mukhanov, “Black Hole Masses are Quantized,” ArXiv, 29 Jun 2011. Por cierto, también se hizo eco de este artículo KFC, “Black Hole Mass Must Be Quantized, Say Physicists,” The Physics arXiv Blog, 07 Aug. 2011.

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2 pensamientos en “Atención, pregunta: ¿Está cuantizada la masa de los microagujeros negros?

  1. Este espectro también sería natural por el principio de correspondencia en un análisis semiclásico ( a la Böhr). Bekenstein, los chinos Bo-Ma en 2010 y otros desde la perspectiva de teorías KK y dimensiones extra (Landsberg, por ejemplo) han especulado entre otros muchos otros sobre el espectro de masa de los QBH ( agujeros negros cuánticos). Lo que no está claro es la forma concreta de cuantización para la teoría completa cuántica. El verdadero trabajo notable de Dvali y César Gómez está relacionado con lo que se ha venido en llamar “clasicalización”. Grosso modo, clasicalización vendría a ser un hipótetico comportamiento cuasiclásico de las partículas y campos cuánticos a energías del orden de la masa de Planck. Esto es, al parecer, el comportamiento de las partículas cuánticas a muy alta energía, a ciertas escalas ultracortas, vendría a ser esencialmente ¡clásico! La idea de clasicalización es especulativa y algunos autores han atacado abiertamente tal sugerencia. En mi opinión, mientras no haya tests de la gravedad a esas escalas o de partículas a dichas energías enormes, es una idea interesante que de hecho tiene predicciones falsables como han mostrado el propio Dvali, César Gómez, Veneziano, Mukhanov, etcétera. También asociado a esta idea de “clasicalización”, paralela, está la idea de la hipótesis del número de especies de partículas…Una solución similar aunque algo distinta al problema de la jerarquía que viene a decir que la gravedad es débil comparada con el resto de fuerzas, debido al número enorme, pero finito de grados de libertad (especies de partículas) involucrados en la definición de la constante de Newton efectiva (no la de Planck). Me gustaría hablar de esto próximamente en mi blog, pero aún ando despacio…Con cosas básicas. Un saludo.

    Nota: Este espectro de agujeros negros cuánticos que escalan como la raíz cuadrada de N y que es “general e independiente del modelo” es introducido de una forma un poco más “forzada” en modelos de Loop Quantum Gravity.

  2. Hola, Francis. Este es un asunto interesante y no exento de polémica. Si bien Bondi, Gold y Hoyle nunca creyeron en el modelo big bang del universo, sí postularon un modelo continuo de creación de materia cósmica. Lo llamaron el campo de creación, que es el modo que tiene el universo de llenarse a sí mismo según estos autores. A medida que desaparecen galaxias, otras nuevas vienen a sustituirlas, la nueva materia suministra entropía negativa y evita la muerte térmica del universo. ¿Es posible explicar la existencia de mini agujeros negros según el modelo estacionario del cosmos? La respuesta dependerá de si esos mini agujeros forman parte de lo que esos autores llamaron el campo de creación material del cosmos. Para Hoyle, los resultados obtenidos por el satélite COBE son correctos pero no tienen que ver con el big bang sino con nuestra galaxia, esto quiere decir que según Hoyle no es imprescindible remontarse a una hipotética singularidad inicial para fundamentar la génesis de los micro agujeros negros. Estos objetos pueden generarse a partir de fuentes más cercanas en el tiempo y el espacio con tal de que tales fuentes aporten la densidad, temperatura y presión necesarias. Ya digo, este es un asunto tan polémico como interesante.

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