Los agujeros negros influyen sobre el conocimeinto del Universo
(NC&T) "Cualquier intento de descubrir lo que pasaba hace mucho tiempo, al comienzo de nuestro Universo, debe tener en cuenta lo que la refracción negativa asistida por la gravedad hace a la radiación que contemplamos", advierte el Dr. Akhlesh Lakhtakia, profesor de ciencias de la ingeniería y mecánicas, de la Universidad Estatal de Pensilvania.
La radiación electromagnética se ve afectada por el material a través del que viaja. Un material con un índice de refracción negativo transmite luz u otra energía ondulatoria de un modo diferente que uno con índice de refracción positiva. Los materiales naturales tienen un índice de refracción positivo. Cuando un haz de energía -luminosa, de radar, de microondas- pasa por agua, vidrio o algún otro material natural, el material desplaza el haz en la misma dirección. La magnitud del desplazamiento depende de cuán diferente es el material del aire o del vacío. El desplazamiento debido a un material con índice de refracción negativo, por su parte, estará en la dirección opuesta.
Previamente, Lakhtakia y Tom G. Mackay, profesor de matemáticas en la Universidad de Edimburgo, usaron la Teoría Especial de la Relatividad de Albert Einstein para examinar la refracción por materiales en movimiento. Calcularon que es posible concluir que se ha producido refracción negativa para un observador que se mueve a una velocidad relativa muy alta en ciertas direcciones.
Más tarde mostraron que no se requiere ningún material para la refracción negativa en el espacio exterior. En cambio, cuando un haz pasa a través del campo gravitatorio de un objeto masivo, como un agujero negro en rotación, la refracción negativa es teóricamente posible.
En lo que se refiere a la influencia de la gravedad causada por agujeros negros en rotación u otros objetos masivos, depende realmente de dónde lo observemos. Un observador local puede ver sólo un fragmento muy pequeño del panorama universal de cómo las grandes fuerzas gravitatorias influyen sobre la radiación electromagnética. Para el observador local, la gravedad es uniforme y no causa refracción negativa.
Sin embargo, Lakhtakia y Mackay, asistidos por Sandi Setiawan, un investigador de postdoctorado en la Universidad de Edimburgo, decidieron mirar desde el punto de vista de un observador global, uno que se sitúa en el espacio-tiempo como describió Einstein en su Teoría General de la Relatividad. Un observador global ve una región alrededor de los agujeros negros en rotación, llamada ergosfera, posiblemente como radiación electromagnética curvada de acuerdo a un índice de refracción negativo.
Estas nuevas derivaciones, presentadas en Physical Letters A, indican que no sólo tienen que ser considerados los efectos del material poco masivo del Universo cuando se cartografía éste, sino que también debe ser tenida en cuenta la existencia de los grandes pozos de gravedad.
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| | |  | | Representación gráfica de un agujero negro y sus alrededores (Foto: NASA) |
"Cuando rastreamos la luz, debemos tener en cuenta las fuerzas gravitatorias", advierte Lakhtakia. "Aunque el efecto es sólo significativo en áreas muy cercanas a agujeros negros en rotación".
Los tres investigadores han extendido su teoría de la refracción negativa a escenarios aún más generales, en un artículo publicado en el New Journal of Physics, una revista electrónica. A medida que llegamos más lejos en el espacio extrasolar, por ejemplo con la nave Pioneer 10, los científicos están más y más interesados en la existencia real de tales escenarios.
El fenómeno de la curvatura normal de la luz por una fuente de gravedad como nuestro Sol es conocido como lente gravitatoria. Se ha sugerido desde la época de Einstein y fue experimentalmente demostrado por un equipo de científicos británico en 1919. Esta lente gravitatoria a veces causa que se vean imágenes múltiples. El efecto es tenido en cuenta en sistemas de posicionamiento global. Sin embargo, esta refracción de la luz es positiva.
Pero, cuando investigamos sobre el origen de nuestro Universo, múltiples agujeros negros y otros objetos masivos pueden hacer que los haces de luz se curven en maneras inesperadas e imprevisibles.
"No deberíamos sentirnos defraudados si no podemos descubrir el origen del Universo", razona Lakhtakia. "El efecto gravitatorio probablemente actúe de manera que no sabemos verdaderamente hacia dónde estamos mirando".
No obstante esto, Lakhtakia y sus colaboradores son optimistas y piensan que los científicos acabarán por superar muchos de los obstáculos debidos a la refracción negativa en el espacio exterior.
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