Matemáticos de UC Davis han ideado una nueva forma de arrugar el tejido del espacio-tiempo -al menos en teoría.
Onda de choque alrededor de supernova 1987A capturada por el telescopio espacial Hubble (crédito: NASA, ESA, K. France (University of Colordo, Boulder), P. Challis and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)/Wikimedia Commons)
“Mostramos que el espacio-tiempo no puede ser localmente plano en un punto donde dos ondas de choque colisionan”, indicó Blake Temple, de UCDavis. “Es un nuevo tipo de singularidad en la relatividad general”.
La teoría de la relatividad general, de Einstein, explica la gravedad como una curvatura en el espacio-tiempo. Sin embargo, esta teoría inicia asumiendo que toda porción local de espacio-tiempo es plana, indicó Temple.
Una singularidad es una porción de espacio-tiempo que no puede ser plana en ningún sistema de coordenadas, indicó Temple. Un ejemplo de singularidad sería dentro de un agujero negro, donde la curvatura del espacio se vuelve extrema.
Temple y sus colaboradores estudiaron las matemáticas de cómo las ondas de choque en un fluido perfecto puede afectar la curvatura del espacio-tiempo en la relatividad general. En un trabajo previo, Temple y Joel Smoller produjeron un modelo para la onda de choque más grande de todas, creada al inicio del Big Bang en el inicio mismo de la existencia del universo.
Una onda de choque ocasiona un cambio abrupto, o una discontinuidad, en la presión y densidad de un fluido, y crea un salto en la curvatura. Sin embargo, se sabe desde los 60’s que un salto en la curvatura creada por una sola onda de choque no es suficiente para cambiar la naturaleza plana local del espacio-tiempo.
Lo que es sorprendente es que algo tan suave como las ondas de interacción puedan ocasionar algo tan extremo como singularidades en el espacio-tiempo, dijo Temple.
Temple y sus colegas investigan si estos gradientes profundos en el tejido espacio-temporal en una “singularidad regular” (regularity singularity) podría crear algún efecto que sea medible en el mundo real. Por ejemplo, se preguntan si esos gradientes ocasionarían ondas gravitatorias.
La relatividad general predice que estas ondas se producen por la colisión de objetos masivos del tipo agujero negro, pero no han sido observadas aún. Las singularidades regulares podrían incluso formarse dentro de estrellas al tiempo que ondas de choque las atraviesan, teorizan los investigadores.
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