domingo, 10 de marzo de 2013

Los agujeros negros emergen de las colisiones de partículas


No hay motivo de alarma, pero nuevas simulaciones por computadora muestran que es necesaria menos energía de la que se pensaba para formar un agujero negro en una colisión de partículas.

Una colisión de alta velocidad entre partículas puede, en teoría, concentrar suficiente masa y energía cinética en un mismo lugar para formar un agujero negro. Los físicos habían considerado esto como posibilidad desde hace tiempo, pero las nuevas simulaciones dinámicas -resolviendo numéricamente las ecuaciones de hidrodinámica de Einstein- muestran que la cantidad de energía por colisión necesaria, es varias veces menor de lo que se suponía previamente. Los autores, informando en Physical Review Letters, explican que los objetos en colisión actúan como lentes gravitacionales una sobre la otra, enfocando la energía en dos regiones que atrapan la luz que con el tiempo se funden en un único agujero negro.

En 2008, el público empezó a preocuparse por el supuesto riesgo de que la Tierra terminara siendo tragada por eventuales agujeros negros a formarse cuando los protones relativistas chocasen en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), en Ginebra, Suiza. Técnicamente hablando, la energía del colisionador es demasiado baja para la formación de un agujero negro, pero algunos modelos permiten la creación de agujeros muy pequeños (benignos). En cualquier caso, la controversia se ha desplomado después de varios años de operaciones "libres de agujeros negros" en el LHC, pero el interés ha permanecido hasta hoy en las posibilidades teóricas.

En estudios previos se calculó la energía cinética necesaria para hacer un agujero negro en una colisión, pero se prestó poca atención a la dinámica interna que especifica donde teminan los restos de las colisiones. William East y Frans Pretorius de la Universidad de Princeton, Nueva Jersey, han realizado simulaciones por computadora de una colisión frontal entre dos "gotas" de fluido, que servirán como partículas genéricas. Las simulaciones demostraron que la gravedad de las gotas hace que la energía converja y quede atrapade en dos "puntos focales" en lados opuestos del centro de colisión. Los puntos posteriormente se funden en un agujero negro con parte de la energía total (la mayor parte del resto, 16 ± 2% de la energía total, se irradia en forma de ondas gravitacionales). El efecto de lente reduce el umbral de energía, lo que podría tener incidencia en las búsquedas en curso para hallar las firmas de agujeros negros en el LHC.

Imagen: crédito NASA.

Fuente:
Synopsis: Black Holes Emerge from Collisions por Michael Schirber para Physics.


Información original:
Ultrarelativistic Black Hole Formation
William E. East and Frans Pretorius
Phys. Rev. Lett. 110, 101101 (2013)
Published March 7, 2013

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