Para Paul Sutter
Publicado na Ciencia viva
Un equipo de investigadores ha demostrado que un tipo particular de partícula puede existir alrededor de un conjunto de agujeros negros de la misma manera que un electrón puede existir alrededor de un par de átomos de hidrógeno, o el primer ejemplo de una «molécula gravitacional». Además, este extraño objeto puede darnos pistas sobre la identidad de la materia oscura y la naturaleza suprema del espacio-tiempo.
Arado o campo
Para comprender cómo una nueva encuesta, publicada en septiembre, ninguna base de datos previa a la publicación puede arXiv, explica la existencia de una molécula gravitacional, primero debemos explorar otros dos aspectos fundamentales – y, lamentablemente, nunca hemos fallado – de la física moderna: o campo.
Un campo es una ferramenta matemática que, digo, puedes esperar encontrar o viajar de un lugar a otro universo. Por ejemplo, ve un pronóstico del tiempo en la televisión sobre las temperaturas en su área, vende una representación de un campo fácil de ver: al navegar por su ciudad o estado, sabrá qué tipo de temperatura encuentra y dónde (y necesitará llevar una chaqueta).
Este tipo de campo se conoce como campo «escalar» porque «escalar» es una forma matemática sofisticada de decir «un solo número». Hay otros tipos de campos físicos, como los campos «Vetori» y «Tensori», que proporcionan más de un número para cada ubicación en muy poco tiempo. (Por ejemplo, si está mirando un mapa de velocidad y dirección del viento, leerá un campo vectorial). Pero, para los propósitos de este artículo de investigación, solo necesitamos conocer el tipo escalar.
O hogar de la energía atómica
No hubo auge secular 20 mear, físicos o consejos de campo – no había seglares en ese entonces y era absolutamente antigüedad para los matemáticos – e foram adiant com it.
Percibimos que los campos no son solo útiles consejos matemáticos, sino que, en verdad, revelan algo extremadamente fundamental sobre el funcionamiento interno de la realidad. Descubrirán, en el fondo, que todo el Universo no es realmente un campo.
Piense en el humilde eletrón. Sabemos por la mecánica cuántica que es muy difícil determinar exactamente dónde está un electrón en un momento dado. Cuando apareció por primera vez la mecánica cuántica, era una bagunça plana para comprender y desentrañar, y qué campo apareció.
En la física moderna, representamos al eletrón como un campo, un objeto matemático que nos dice dónde encontrarlo o el eletrón la próxima vez que lo recojamos. Este campo reacciona al mundo actual, digamos, debido a la influencia eléctrica de un núcleo atómico cercano, y se modifica para cambiar el lugar donde deberíamos ver el electrón.
El resultado final es que los electrones solo pueden aparecer en ciertas regiones alrededor de un núcleo atómico, dando lugar a todo el campo químico (lo estoy simplificando un poco, pero lo entendiste).
Amigos del buraco negro
Ágora, de fato, estamos revisando la parte del buraco negro. En física atómica, puede eliminar por completo una partícula elemental (como un electrón) basándose en tres números: su masa, espín y carga eléctrica. En física gravitacional, puede revelar completamente un agujero negro en términos de tres números: su masa, su espín y su carga de electrones.
¿Coincidencia? O júri se decide por isso, pero, para inquanto, podemos explorar esta semelhança para entender melhor os black buracos.
En un lenguaje lleno de jerga de física de partículas que acabamos de explorar, puede revelar un átomo como un núcleo diminuto rodeado por un campo de electrones. Este campo de eletrón responde a la presencia del núcleo y permite que el eletrón aparezca solo en ciertas regiones. O lo mismo ocurre con los electrones alrededor de dos núcleos, por ejemplo, en una molécula diatómica como el hidrógeno (H2).
Puedes desacreditar la atmósfera de un buraco negro de la misma forma. Imagine una pequeña singularidad en un núcleo negro tan similar al núcleo de un átomo, en el espacio o en el entorno circundante, un campo escalar genérico, que es similar o que revela una partícula subatómica. Este campo escalar responde a la presencia del buraco negro y solo permite que aparezca su partícula correspondiente en determinadas regiones. Además de las moléculas diatómicas, también puede crear campos escalares alrededor de dos buracos negros, como en un sistema buraco negro binario.
Los autores del estudio descubrirán que, por casualidad, los campos escalares pueden existir alrededor de buracos negros binarios. Además, pueden formarse en algunos padres que se ensamblan de la misma manera que los campos de electrones se organizan en moléculas. Entonces, o el comportamiento de dos campos escalares, este escenario imita el comportamiento de los eletrones en moléculas diatómicas, dañadas o llamadas «moléculas gravitacionales».
¿Por qué le interesan los campos escalares? Bem, por otro lado, no entendemos la naturaleza de la materia oscura o la energía oscura, y es posible que la energía oscura y la materia oscura puedan estar compuestas por algunos o más campos escalares, así como los electrones son el abono del campo de electrones. .
Si la materia oscura es, por casualidad, el abono de algún tipo de campo escalar, este resultado significa que la materia oscura existiría en un estado muy extraño alrededor de dos buracos negros binarios, porque las misteriosas partículas oscuras existirían en órbitas muy específicas. los eletrones orbitam nosotros los átomos. Pero los buracos binarios negros no duran para siempre. Emiten radiación gravitacional y finalmente chocan y se pegan en un solo buraco negro. Estos campos escalares de materia oscura afectan las ondas gravitacionales emitidas en tales colisiones, filtran, desvían y remodelan las ondas del muelle que pasan a través de regiones de mayor densidad de materia oscura. Isso significa que podemos detectar este tipo de materia oscura con suficiente sensibilidad para los detectores de ondas gravitacionales existentes.
En resumen: en definitiva, podremos confirmar la existencia de moléculas gravitacionales y, a través de ellas, abrir un nuevo portal hacia la oscuridad de nuestro cosmos.