De la gravedad a la dinámica de fluidos
Los agujeros negros son una de las predicciones más destacadas de la teoría de la relatividad general. En el proyecto FLUIDGRAVITY (Fluid dynamics and quantum gravity), los avances recientes en cosmología de branas, teoría de cuerdas y dinámica de fluidos motivaron el estudio de los agujeros negros en más de cuatro dimensiones, con resultados sorprendentes. En un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones, existen agujeros negros con formas exóticas y dinámicas inusuales. Las soluciones de las ecuaciones de Einstein incluyen múltiples límites asintóticos y horizontes en eventos pasados que no se observan en los agujeros negros reales formados por el colapso gravitatorio de una estrella masiva. Los científicos de FLUIDGRAVITY se centraron en este tipo de entidades: el horizonte interior de un agujero negro que es inaccesible para los observadores externos. Estudiaron soluciones de la ecuación escalar de ondas de un agujero negro y cómo la información obtenida se convierte en observables con significado físico. Además, se hallaron familias de soluciones exactas de las ecuaciones altamente no lineales del electromagnetismo libre de fuerzas, las cuales presentan fenómenos complejos en la región próxima al horizonte. En particular, mucha de la física de la extracción de energía electrodinámica se obtuvo para los agujeros negros en rotación. Por otra parte, las ecuaciones de campo no se pueden resolver analíticamente. Por este motivo, los científicos desarrollaron técnicas para extraer propiedades de la dispersión de partículas expulsadas de un agujero negro sin necesidad de una solución analítica. El nuevo enfoque permite estimar la dependencia de observables sobre la base de las propiedades analíticas de las soluciones. Con estos estudios, los científicos de FLUIDGRAVITY se encontraron al principio de un viaje complicado per prometedor. Sus soluciones son válidas en un espacio-tiempo curvo, pero el universo es mucho más complejo. En consecuencia, utilizaron la relación entre la relatividad general y la hidrodinámica para estudiar cómo se comportan los agujeros negros frente a una perturbación. La investigación en curso puede contar a los físicos más sobre los efectos de las turbulencias sobre el espacio-tiempo de los agujeros negros y si se observan vórtices gravitatorios en rotación.
Palabras clave
Gravedad, dinámica de fluidos, gravedad cuántica, agujeros negros, cuatro dimensiones
