Carlo Rovelli: "El Universo podría estar lleno de agujeros blancos"

Ginebra¿Qué ocurre cuando un agujero negro muere? Según el físico italiano Carlo Rovelli, se podría transformar en su antítesis: un agujero blanco, un objeto al que nada puede acceder.

Los agujeros negros son uno de los objetos más misteriosos y sorprendentes del cosmos. Nada que supere la frontera nunca podrá volver a salir. Predidos por la teoría de la relatividad general de Einstein, publicada en 1915, se pensaron como algo puramente matemático y su existencia no se consideraba posible ni por el propio físico alemán. No fue hasta los años 70 del siglo pasado cuando llegaron las primeras evidencias observacionales que demostraron su existencia.

La última década ha sido clave para entenderlos más detalladamente. Gracias a las imágenes obtenidas de agujeros negros supermasivos como el que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, así como a la información proporcionada por las ondas gravitacionales generadas durante las colisiones entre dos de estos astros, hemos podido conocer más en detalle cómo funcionan. Sin embargo, qué hay en el interior y cómo podrían acabar desapareciendo es todavía un misterio.

El principal obstáculo al que se enfrentan los físicos es que la relatividad general, que describe el comportamiento del cosmos a gran escala, y la mecánica cuántica, que describe el mundo subatómico, parecen contradecirse. Por esta razón, hay muchos físicos que buscan una teoría que permita reconciliar ambas teorías y que explique lo que sucede en medio de un agujero negro así como lo que ocurrió al inicio del Universo hace 13.800 millones de años.

Carlo Rovelli es uno de esos físicos que lleva toda la vida persiguiendo esta unificación. Nacido en Verona en 1956, se ha consagrado como una de las figuras fundacionales de la teoría cuántica de lazos, que permitiría juntar las dos teorías mediante una nueva descripción del espacio-tiempo a escala subatómica. A pesar de no tener todavía evidencias experimentales, esta hipótesis se ha convertido en una de las que tienen mayor apoyo dentro de la comunidad científica junto con la teoría de cuerdas.

Una de las consecuencias que Rovelli extrae de su teoría es la existencia de los agujeros blancos, una especie de imagen en negativo de los agujeros negros que se crearía después de que éstos desaparecieran. un agujero blanco. Según Rovelli, los astros blancos podrían ser los componentes de lo que se conoce como materia oscura, un tipo de materia invisible y de origen y naturaleza. desconocidos, pero representa el 27% del contenido del Universo.

Actualmente, Rovelli es miembro del Instituto Universitario de Francia, de la Academia Internacional de Filosofía de la Ciencia y responsable del equipo de gravedad cuántica del Centro de Física Teórica de la Universidad de Aix-Marsella. Su pasión por acercar la física al gran público le ha llevado a escribir varios libros, entre los que destacan Siete lecciones breves, La realidad no es lo que parece y El orden del tiempo. En su último libro, Agujeros blancos, editado en catalán por Anagrama, Rovelli cuenta con un lenguaje llano cómo podrían generarse estos objetos tras la muerte de un agujero negro. Hemos hablado con el físico italiano para saber más detalles y las consecuencias que podrían tener en la descripción del cosmos.

¿ ¿De los agujeros negros nada puede salir y en los agujeros blancos nada puede entrar?

— ¡Exactamente! La teoría de Einstein dice que la existencia de los agujeros negros y de los blancos es, en principio, posible. Durante décadas nadie creyó que los agujeros negros pudieran existir. Entonces se descubrió que el Universo va lleno. ¿Podría también estar lleno de agujeros blancos? Ésta es la posibilidad en la que he estado trabajando durante los últimos años.

¿Qué le atrajo de los agujeros blancos?

— Tropecé con ellos de forma repentina. He pasado la vida estudiando los aspectos cuánticos de la gravedad. Una situación concreta en la que la gravedad cuántica debería tener efecto es al final de la vida de los agujeros negros: cuando mueren, su superficie se va haciendo cada vez más pequeña. Cuando son muy pequeños, los efectos cuánticos empiezan a notarse. Me di cuenta de que, llegado a este punto, los agujeros negros deberían dar un salto cuántico y transformarse en agujeros blancos.

¿Cómo se produce esa transformación?

— Por lo general, la mecánica cuántica predice estos saltos. Son los famosos saltos cuánticos. También se conocen como túneles cuánticos, porque un objeto puede pasar de una configuración a otra aunque parezca imposible con la teoría clásica.

¿Qué se esconde dentro de un agujero blanco?

— Lo extraño de un agujero negro es que su superficie puede ser muy pequeña, pero su interior sigue siendo muy grande. Como una botella, que tiene una abertura muy pequeña pero donde cabe mucho líquido. Aunque la superficie de un agujero negro se hace pequeña, el interior es todavía muy grande. Cuando un agujero negro da el salto a un agujero blanco, el interior permanece grande, muy grande. Es como la madriguera del conejo deAlicia en el país de las maravillas, con una entrada muy pequeña pero con el interior lleno de habitaciones y jardines.

Desde fuera, un agujero blanco y uno negro son indistinguibles. ¿Cómo podrían detectarse, entonces, los agujeros blancos?

— Se espera que, vistos desde fuera, los agujeros blancos existentes en el Universo sean muy pequeños. En realidad, son objetos cuánticos que mezclan características de los agujeros negros. Podrían observarse con detectores desde la Tierra si pasaran cerca de nuestro planeta. También existe la posibilidad de que sean los componentes principales de la misteriosa materia oscura que los astrónomos han observado que debería poblar las galaxias. De ser así, tendríamos la oportunidad de detectarlos.

¿Cómo se relaciona exactamente la materia oscura con los agujeros blancos?

— Es posible que un gran número de agujeros negros se formaran durante las primeras etapas del Universo, cuando todo estaba muy caliente y salvaje. Algunos de estos agujeros negros habrían mutado en agujeros blancos o en una combinación cuántica de agujeros negros y blancos. Esto podría ser lo que los astrónomos observan hoy como materia oscura, una especie de polvo fino formado por millones de agujeros blancos flotando en el espacio.

¿Podrían ser los agujeros blancos el otro lado del túnel que los conecta con los agujeros negros?

— Un agujero negro y el agujero blanco que se genera son como túneles, pero no conectan dos regiones distintas de dos universos, sino que se encuentran en un único emplazamiento. Es como un agujero excavado en el suelo que después se ha vuelto a llenar. Si cayeras dentro de un agujero negro, asumiendo que sobrevives a las fuerzas extremas que se generan en el interior, podrías volver a salir más tarde en el posterior agujero blanco. Lo interesante es que para la persona que ha caído y vuelve a salir pasaría un tiempo muy corto, pero para un observador externo esto pasaría en un futuro muy lejano.

Pero la comprensión total de los agujeros blancos requeriría una teoría cuántica de la gravedad.

— En efecto, existen algunas teorías que presentan una unificación de la gravedad, regida por la relatividad general de Einstein y la mecánica cuántica. Sin embargo, ninguna de estas teorías tiene todavía ninguna evidencia experimental.

¿Puede nuestro Universo haber nacido de un agujero blanco?

— Aunque es cierto que existen algunas similitudes, son fenómenos muy diferentes. Hay similitudes entre el nacimiento de un bebé y una ciudad, pero los bebés no son ciudades.

¿Podrían los agujeros blancos dar lugar a la existencia de universos paralelos al nuestro?

— No lo creo. Algunos compañeros especulan con la existencia de universos paralelos, y podrían estar acertados. Sin embargo, no veo muchas evidencias de que sostengan esta hipótesis.

Otras muchas soluciones matemáticas a las ecuaciones de campo de Einstein han demostrado ser reales, aunque al principio se pensaba que no podían serlo...

— Exacto. Esto me da la confianza de que los agujeros blancos podrían ser reales.

¿Cuál es el papel que juegan las matemáticas en la descripción de nuestro Universo?

— Los fenómenos naturales no suceden por completo al azar. El Universo sigue patrones. Las matemáticas son el lenguaje que describe estos patrones. Este es, de hecho, el mayor misterio...

No todo el mundo está de acuerdo con sus teorías. ¿Cómo gestiona este debate intelectual sobre los cimientos de la naturaleza?

— Es genial que haya un debate intenso en torno a algunas de las ideas que he propuesto. Al contrario de ser un problema, estos debates dan vida y nutren a la ciencia. En el pasado, algunas teorías se han establecido de forma muy lenta a través de un largo proceso de testaje, debate y después de probar su eficacia. Incluso las grandes teorías del siglo pasado que podemos pensar como establecidas, como son la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, todavía hoy se cuestionan, debaten y ponen a prueba.

También ha trabajado en temas relacionados con la filosofía de la ciencia. ¿Piensa que tanto la filosofía como la ciencia son necesarias para describir el Universo?

No estoy seguro si alguna vez llegaremos a tener una descripción completa del Universo. Tampoco estoy seguro de lo que esto significa. Sabemos muchas cosas sobre la realidad, pero hay otras que todavía no conocemos. La ciencia es un conjunto de herramientas que permite aumentar nuestro conocimiento. Estas herramientas, a su vez, evolucionan y cambian a medida que más sabemos. La filosofía es la reflexión continua sobre lo que sabemos, lo que no sabemos y cómo podemos saber. La reflexión filosófica se nutre de la ciencia y ha ayudado y ayuda todavía a hacerla crecer, a ser más clara ya encontrar nuevas ideas y métodos.