¿Hay universos en expansión dentro de los agujeros negros?

Un equipo internacional de investigadores acaba de descubrir que en el interior de un tipo teórico de agujeros negros pueden existir auténticos universos en expansión, aunque en ellos las cosas serían completamente diferentes a lo que estamos acostumbrados.

Sean Hartnoll, del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Stanford y primer firmante de un artículo publicado en ArXiv cree, en efecto, que un agujero negro cargado eléctricamente y rodeado por un cierto tipo de espacio conocido como "anti de Sitter" podría guardar en su interior, más allá del horizonte de sucesos, la grotesca miniatura de un universo en expansión.

Por supuesto, tales agujeros negros no existen en nuestro Universo, y una de las razones, como explica el astrofísico Paul Sutter en LiveScience, es que "este tipo de espacio (el anti De-Sitter) tiene una curvatura geométrica negativa, por lo que tendría una constante cosmológica negativa, lo que significa que cualquier materia tenderá a condensarse en un agujero negro". Algo que sería justo lo contrario a lo que vemos en nuestro Universo, que se expande de forma acelerada y en el que la materia tiende a estar cada vez más separada.

¿Y si la materia oscura no fuera lo que todos piensan?

Los físicos llevan años buscándola en vano. Sabemos que está ahí, porque su atracción gravitatoria obliga a estrellas y galaxias a moverse de formas que de otro modo serían inexplicables. Pero nadie ha visto aún un «pedazo» de materia oscura, ni tampoco se han encontrado las desconocidas partículas de las que se supone que está hecha.

Ahora, un equipo de investigadores de la universidad australiana de Melbourne ha propuesto una teoría totalmente nueva sobre el origen de la materia oscura. Una que podría ayudar a investigadores de todo el mundo a observar, por fin, la misteriosa sustancia.

La teoría, que ha sido publicada en Physical Review Letters, sostiene que la materia oscura podría explicarse como una especie de «burbujas en expansión» en el Universo primitivo.

«El mecanismo que proponemos -explica Michael Baker, uno de los autores- indica que la abundancia de materia oscura pudo haber sido determinada durante una transición de fase cosmológica. Dicha transición debió de tener lugar en el universo temprano, y pudo ser similar a las burbujas de gas que se forman en el agua hirviendo. Demostramos que es natural esperar que a las partículas de materia oscura les resulte muy difícil entrar en estas burbujas, lo que ofrece una nueva explicación a la cantidad de materia oscura observada en el Universo».

La Voyager 2 descubre una región del espacio de mayor densidad, más allá del sistema solar

Hoy en día todos hemos podido ver impresionantes imágenes de Plutón o Saturno, o instantáneas tomadas desde la superficie de Marte. Pero hace solo unas décadas ninguna persona había visto algo así. En gran parte, este cambio de perspectiva se lo debemos a las naves Voyager 1 y 2, de la NASA, que en los años setenta y ochenta exploraron los gigantes gaseosos y tomaron fotografías increíbles de nuestro vecindario.

Esas naves siguen funcionando más de 40 años después de su lanzamiento y ya se han convertido en los artefactos humanos que más lejos han llegado. De hecho, ambas viajan ya por el espacio interestelar (desde 2012, en el caso de la Voyager 1, y desde 2017, en el caso de la Voyager 2), una región situada más allá de la heliosfera, la burbuja en la que el viento solar se impone al medio situado más allá.

Esta semana, un artículo publicado en « The Astrophysical Journal Letters» ha informado de que la Voyager 2 se ha encontrado con una región de mayor densidad en el espacio interestelar. Este hallazgo confirma que una detección similar de la Voyager 1 no es un error y que ahí fuera existe una gran región en la que la densidad del espacio sufre una importante oscilación. Lo más interesante es que se desconoce el motivo.

¿Han encontrado los astrónomos agujeros de gusano?

Una serie de fuertes emisiones de rayos gamma podrían estar diciéndonos que lo que hasta ahora parecían ser gigantescos agujeros negros son, en realidad, enormes agujeros de gusano, túneles en el espacio-tiempo que comunican, como si de una red de Metro se tratara, puntos distantes del Universo. Esa es, en efecto, la sorprendente conclusión de un equipo de astrofísicos dirigido por Mikhail Piotrovich, del Observatorio Astronómico Central de San Petersburgo, en Rusia. El trabajo, que se publicará próximamente en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, puede ya consultarse en el servidor de prepublicaciones ArXiv.

La fusión ha comenzado: los halos de Andrómeda y la Vía Láctea ya están en colisión

Hace tiempo que los astrónomos saben que la Vía Láctea y su vecina Andrómeda están irremediablemente destinadas a chocar. Ambas, las mayores galaxias de la treintena que forman el Grupo Local, al que pertenecemos, se atraen mutuamente, y se están acercando la una a la otra en una especie de «danza cósmica» que se alimenta de la fuerza de gravedad combinada de los dos gigantes.

El gas misterioso descubierto cerca del centro de la Vía Láctea

Un equipo internacional de investigadores ha descubierto rastros de un gas denso y frío que han sido disparados desde el centro de la Vía Láctea "como balas".

 

La forma exacta en que se ha expulsado el gas sigue siendo un misterio, pero el equipo de investigación, que incluye a la profesora Naomi McClure-Griffiths de la Universidad Nacional Australiana (ANU), dice que sus hallazgos podrían tener importantes implicaciones para el futuro de nuestra galaxia.

"Las galaxias pueden ser muy buenas a la hora de dispararse a sí mismas en el pie", dijo la profesora McClure-Griffiths. "Cuando se expulsa mucha masa, se pierde parte del material que podría usarse para formar estrellas, y si se pierde lo suficiente, la galaxia ya no puede formar estrellas. Así que, poder ver indicios de que la Vía Láctea ha perdido este gas formador de estrellas es algo excitante... ¡hace que te preguntes qué va a pasar a continuación!".

Materia oscura: proponen una nueva manera de entender su distribución en el Universo

“Proponemos una nueva manera de entender el origen y la naturaleza de los centros galácticos”, describe el investigador del CONICET (Argentina) Carlos Argüelles con referencia al resultado de su último trabajo que acaba de ser presentado ante la comunidad científica mundial, y en el que en coautoría con colegas italianos de la red ICRANet (International Center for Relativistic Astrophysics Network) logró explicar el comportamiento de dos objetos cercanos al núcleo de nuestra galaxia, la Vía Láctea, prescindiendo de la idea que predomina en la actualidad: la existencia de un agujero negro, es decir una región espacio-temporal con una alta concentración de masa en el centro galáctico. Las conclusiones anunciadas hoy a nivel internacional serán publicadas el próximo 9 de septiembre en la revista científica Astronomy & Astrophysics.

Un científico calcula cuándo llegará el final del universo

Si existe un principio del universo como tal, y considerando que realmente se pueda hacer ciencia sobre ello, los investigadores lo suelen concebir como un gran estallido, un « Big Bang», que creó el espacio-tiempo, que puso a correr el reloj y que permitió la formación de galaxias, estrellas y planetas. Pero, ¿qué pasará en el futuro? ¿Habrá un final? Por lo que sabemos hasta ahora, el gas de las galaxias se agotará y no permitirá que nazcan nuevas estrellas. Éstas se consumirán y todo quedará sumido en las tinieblas. En silencio. Para siempre, si es que para entonces algo sigue marcando el paso del tiempo.

«Será un lugar triste, solitario y frío», ha dicho en un comunicado Matt Caplan, físico teórico de la Universidad del Estado de Illinois (Estados Unidos). «Es lo que se conoce como "muerte del calor", donde el universo estará compuesto sobre todo por agujeros negros y estrellas agotadas», ha dicho Caplan.

Encuentran un modo de invertir la «flecha del tiempo»

Según nuestra experiencia diaria, el tiempo solo fluye en una dirección, la que va del presente al futuro, y desde hace mucho los físicos han intentado comprender por qué. En general, la irreversibilidad del tiempo en el mundo que nos rodea se atribuye a las leyes fundamentales de la Física. Pero resulta que esas leyes son simétricas en el tiempo, es decir, que funcionan igual hacia delante que hacia atrás.

La mecánica cuántica, en efecto, nos ha enseñado que por lo menos en teoría, invertir la "flecha" del tiempo es algo posible, aunque trasladar esa posibilidad a la realidad cotidiana requiere de escenarios tremendamente intrincados e inverosímiles. Situaciones que es muy poco probable que ocurran de forma espontánea en la Naturaleza.

Hallan un monstruoso agujero negro de 1.500 millones de masas solares poco después del Big Bang

Utilizando los observatorios Gemini y Cerro Tololo, un equipo internacional de astrónomos acaba de descubrir el cuásar más masivo encontrado hasta ahora en el Universo primitivo, con un agujero negro en su interior cuya masa equivale a la de 1.500 millones de soles. Los cuásares son los objetos más enérgicos del Universo, y desde su descubrimiento, a finales de la pasada década de los 50, astrónomos y cosmólogos han tratado de averiguar cuándo aparecieron por primera vez en nuestra historia cósmica.

El nuevo cuásar es el segundo más lejano encontrado hasta ahora, a más de 13.000 millones de años luz de distancia de la Tierra, pero su tremenda masa duplica a la del único otro cuásar hallado en la misma época, apenas 700 millones de años después del Big Bang, El hallazgo, que ha sido posible después de una década de observaciones, desafía las teorías actuales de formación y crecimiento de agujeros negros supermasivos y galaxias en el Universo temprano.

Los astrónomos, perplejos ante la súbita desaparición de la brillante corona de un agujero negro

A 100 millones de años luz de la Tierra, astrónomos de varios observatorios se quedaron de piedra al comprobar cómo la brillante corona de un agujero negro supermasivo, el anillo ultrabrillante de partículas de alta energía a más de mil millones de grados de temperatura que rodea el agujero negro, desaparecía súbita y misteriosamente.

El Universo podría estar plagado de «nubes» de pequeños agujeros negros indetectables

Entre las varias clases de agujeros negros (supermasivos, estelares, de masa intermedia…) hay una que preocupa especialmente a los científicos. Se trata de los “agujeros negros primordiales”, de tamaño mucho menor (desde microscópicos a apenas unos pocos km) pero con masas que pueden llegar a ser equivalentes a la de una estrella. Nunca nadie ha visto uno, pero la teoría dice que tales agujeros negros deberían haberse formado en enormes cantidades durante los primeros segundos tras el Big Bang.

La misteriosa desaparición y reaparición de la corona de un agujero negro supermasivo

Parece que el universo tiene un extraño sentido del humor. Al mismo tiempo que un coronavirus ha estado recorriendo el mundo, otra corona completamente diferente a unos 100 millones de años luz de la Tierra ha desaparecido misteriosamente.

Por primera vez, astrónomos del MIT y de otros lugares han visto como la propia corona de un agujero negro supermasivo, el anillo ultrabrillante de mil millones de grados de partículas de alta energía que rodea el horizonte de sucesos de un agujero negro, fue abruptamente destruida.

Cómo mueren las galaxias

Los astrónomos que estudian la evolución de las galaxias han luchado durante mucho tiempo para entender qué causa que la formación de estrellas se detenga en las galaxias masivas. Aunque se han propuesto muchas teorías para explicar este proceso, conocido como "apagado o extinción", todavía no hay consenso sobre un modelo satisfactorio.

Ahora, un equipo internacional dirigido por Sandra Faber, profesora emérita de astronomía y astrofísica en la Universidad de California en Santa Cruz, ha propuesto un nuevo modelo que explica con éxito una amplia gama de observaciones sobre la estructura de las galaxias, los agujeros negros supermasivos y el cese de la formación de estrellas. Los investigadores presentaron sus hallazgos en un artículo publicado en la revista Astrophysical Journal.

Primera medición espacial de la vida útil de neutrones

Nuestros investigadores han ayudado a encontrar una forma de medir la vida útil de los neutrones desde el espacio por primera vez.

El descubrimiento podría enseñarnos más sobre el universo primitivo, ya que conocer la vida útil de los neutrones es clave para comprender la formación de elementos después del Big Bang hace 13.800 millones de años.

Los científicos utilizaron datos de la nave espacial MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER) de la NASA.

Rayos X de una joven estrella insinúan el principio de nuestro sol

Al detectar un destello de rayos X de una estrella muy joven usando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, los investigadores han restablecido la línea de tiempo para cuando estrellas como el Sol comienzan a emitir radiación de alta energía al espacio, como se informó en nuestro último comunicado de prensa . Esto es significativo porque puede ayudar a responder algunas preguntas sobre los primeros días de nuestro Sol, así como algunas sobre el Sistema Solar de hoy.

La ilustración de este artista representa el objeto donde los astrónomos descubrieron la llamarada de rayos X. HOPS 383 se llama una joven "protostar" porque se encuentra en la fase más temprana de evolución estelar que ocurre justo después de que una gran nube de gas y polvo ha comenzado a colapsar. Una vez que haya madurado, HOPS 383, que se encuentra a unos 1.400 años luz de la Tierra, tendrá una masa aproximadamente la mitad que la del Sol.

Observación de eventos en exceso en el experimento XENON1T Dark Matter

Científicos de la colaboración internacional XENON, un grupo experimental internacional que incluye el Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo (Kavli IPMU), Universidad de Tokio; Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos (ICRR), Universidad de Tokio; el Instituto de Investigación Ambiental Tierra-Espacio (ISEE), Universidad de Nagoya; el Instituto Kobayashi-Maskawa para el origen de partículas y el universo (KMI), Universidad de Nagoya; y la Graduate School of Science, Universidad de Kobe, anunció hoy que los datos de su XENON1T, el experimento de materia oscura más sensible del mundo, muestran un sorprendente exceso de eventos.

Los científicos no afirman haber encontrado materia oscura. En cambio, dicen haber observado una tasa inesperada de eventos, cuya fuente aún no se comprende completamente. La firma del exceso es similar a lo que podría resultar de una pequeña cantidad residual de tritio (un átomo de hidrógeno con un protón y dos neutrones), pero también podría ser un signo de algo más emocionante - tales como la existencia de una nueva partícula conocida como el axión solar o la indicación de propiedades previamente desconocidas de los neutrinos.

Los científicos han hecho condensados ​​de Bose-Einstein en el espacio por primera vez

La creación de la materia exótica en la Estación Espacial Internacional es una hazaña tecnológica que podría ayudar a descubrir misterios profundos en física.

A bordo de la Estación Espacial Internacional desde mayo de 2018 se encuentra una instalación del tamaño de una mini nevera llamada Cold Atom Lab (CAL), capaz de enfriar átomos en el vacío a temperaturas una décima billonésima de grado por encima del cero absoluto. Es, para todos los efectos, uno de los lugares más fríos del universo conocido. Y según un  nuevo estudio publicado en Nature , los científicos lo han usado para crear un estado de materia raro por primera vez en el espacio.

Los condensados ​​de Bose-Einstein, a veces llamados el quinto estado de la materia, son nubes gaseosas de átomos que dejan de comportarse como átomos individuales y comienzan a comportarse como un colectivo. Los BEC, como se los llama a menudo, fueron predichos por primera vez por Albert Einstein y Satyendra Nath Bose hace más de 95 años, pero los científicos los observaron por primera vez en el laboratorio hace solo 25 años.

La idea general al hacer un BEC es inyectar átomos (en el caso de CAL, rubidio y potasio) en una cámara ultra fría para reducir la velocidad. Luego se crea una trampa magnética en la cámara con una bobina electrificada, que se usa junto con láser y otras herramientas para mover los átomos a una nube densa. En este punto, los átomos "se confunden entre sí", dice David Aveline, físico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y autor principal del nuevo estudio.

Para ejecutar experimentos con un BEC, debe rechazar o liberar la trampa magnética. La nube de átomos abarrotados se expandirá, lo cual es útil porque los BEC deben mantenerse fríos y los gases tienden a enfriarse a medida que se expanden. Pero si los átomos en un BEC se separan demasiado, ya no se comportan como un condensado. Aquí es donde entra en juego la microgravedad de la órbita terrestre baja. Si intenta aumentar el volumen en la Tierra, dice Aveline, la gravedad simplemente arrastrará los átomos en el centro de la nube BEC hasta el fondo de la trampa hasta que se derramen, distorsionando el condensado o arruinándolo por completo. Pero en microgravedad, las herramientas en la CAL pueden mantener unidos los átomos incluso cuando aumenta el volumen de la trampa. Eso genera un condensado de vida más larga, que a su vez permite a los científicos estudiarlo más tiempo del que podrían en la Tierra (esta demostración inicial fue de 1. 

Aunque solo es un primer paso, el experimento CAL podría algún día permitir que los BEC formen la base de instrumentos ultrasensibles que detectan señales débiles de algunos de los fenómenos más misteriosos del universo, como las ondas gravitacionales y la energía oscura. Desde una perspectiva más práctica, Aveline cree que el trabajo del equipo podría allanar el camino para mejores sensores de inercia. "Las aplicaciones van desde acelerómetros y sismómetros hasta giroscopios", dice.

Mientras tanto, los investigadores juegan con CAL, que Aveline describe como un sistema de "botones para girar", para crear condiciones únicas para experimentar con átomos. El equipo ahora sabe que puede crear condensados ​​de Bose-Einstein en el espacio. El siguiente paso es ajustar la configuración para ver qué les sucede cuando las perillas se giran a 11, por así decirlo.

Para obtener mas información

En busca de la señal distintiva de la edad oscura del Universo

Hoy, las estrellas llenan el cielo nocturno. Pero cuando el universo estaba en su infancia, no contenía estrellas en absoluto. Y un equipo internacional de científicos está más cerca que nunca de detectar, medir y estudiar una señal de esta era que ha estado viajando por el cosmos desde que esa era sin estrellas terminó hace unos 13 mil millones de años.

Ese equipo, dirigido por investigadores de la Universidad de Washington, la Universidad de Melbourne, la Universidad de Curtin y la Universidad de Brown, informó el año pasado en el Astrophysical Journal que había logrado una mejora casi 10 veces mayor de los datos de emisiones de radio recopilados por el Murchison Widefield Array . Los miembros del equipo actualmente están rastreando los datos de este radiotelescopio en el remoto oeste de Australia en busca de una señal reveladora de esta "edad oscura" poco entendida de nuestro universo.

¿QUÉ SUCEDE ANTES DE QUE UNA ESTRELLA EXPLOTE Y MUERA? NUEVA INVESTIGACIÓN SOBRE NEUTRINOS 'PRE-SUPERNOVA'.

Un estudio reciente sobre los neutrinos 'pre-supernova', pequeñas partículas cósmicas que son extremadamente difíciles de detectar, ha llevado a los científicos un paso más cerca de comprender lo que les sucede a las estrellas antes de que exploten y mueran. El estudio, en coautoría del investigador postdoctoral Ryosuke Hirai, del Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav) en la Universidad de Monash, investigó modelos de evolución estelar para probar predicciones inciertas.
 
Cuando una estrella muere, se emite una gran cantidad de neutrinos que se cree que impulsan la explosión de supernova resultante. Los neutrinos fluyen libremente dentro y fuera de la estrella antes de que la explosión alcance la superficie de la estrella. Luego, los científicos pueden detectar neutrinos antes de que ocurra la supernova, de hecho, se detectaron unas pocas docenas de neutrinos de una supernova que explotó en 1987, varias horas antes de que se viera la explosión a la luz.