Estoy viendo conferencias de MIT OpenCourseWare sobre relatividad general y no mucho después de la primera conferencia, el profesor afirmó que la solución Kerr Black Hole permitía viajar entre universos. ¿Cómo es posible saber eso? ¿Cómo se deriva esto/se llega a esta conclusión?
Es correcto que la solución de agujero negro de Kerr de GTR permite viajar entre universos. Sin embargo, eso no significa que si realmente saltas a cualquier tipo de agujero negro, podrías ir a otro universo.
Para motivar la resolución de este enigma, comencemos de manera muy fácil: supongamos que te paras en el suelo con una pelota en la mano y la lanzas con cierta velocidad inicial. Para simplificar, ignoremos todo excepto una gravedad uniforme. Las matemáticas te dirán entonces que la pelota sigue un arco parabólico, y cuándo y dónde la pelota tocará el suelo. Y si toma las ecuaciones resultantes demasiado literalmente, también le dirá que la pelota golpea el suelo dos veces : una vez en el futuro, una vez en el pasado. Pero sabes que la solución pasada no es correcta: tuviste la pelota; en realidad no continuó su arco parabólico en el pasado.
Un tipo de cosa moralmente similar ocurre, por ejemplo, con un agujero negro de Schwarzschild. Si lo miras en las coordenadas habituales de Schwarzschild, hay un problema en el horizonte. Luego, las matemáticas te dirán que el problema es solo con el gráfico de coordenadas, y que en realidad hay una región interior del agujero negro que se vuelve evidente en diferentes coordenadas. Y si haces esto en general, te dirá que hay más que eso: también hay un agujero blanco con un horizonte inverso y su región exterior: otro universo. Este espacio-tiempo de Schwarzschild "máximamente extendido" completo tiene este otro universo conectado al nuestro a través de un "puente de Einstein-Rosen" y luego "pellizcado", produciendo agujeros negros y blancos separados.
Por supuesto, eso también es un artefacto de la idealización matemática: y el agujero negro real no se extiende infinitamente en el pasado y el futuro; en realidad fue producido por algo, un colapso estelar. (Y el "puente" no es transitable de todos modos; uno será destruido en la singularidad si lo intenta).
Finalmente, en cuanto a la solución de Kerr, es un poco mejor porque formalmente la singularidad es evitable, a diferencia del caso de Schwarzschild. Sin embargo, todavía es físicamente irrazonable: además del hecho de que los agujeros negros reales no son eternos, el interior de la solución de Kerr es inestable con respecto a cualquier materia que caiga, lo que perturbará la solución en algo completamente diferente. Por lo tanto, no puede tomarse como un significado físico. Aún así, es cierto que el espacio-tiempo completo de Kerr contiene un camino hacia otro universo; de hecho, infinitos de ellos, encadenados uno tras otro.
Si está interesado en los detalles de su estructura, puede ver algunos diagramas de Penrose de esas soluciones de agujeros negros.
"Permitido para" no significa "causa necesaria".
Lo que el profesor dio a entender es que las soluciones se ven, desde un punto de vista matemático, como lo que esperaría de un puente entre universos: SI existen múltiples universos, y SI el puente es transitable.
Eso es todo al respecto. Una solución matemática que parece un puente. Pero, ¿alguna vez se ha verificado experimentalmente? No. ¿Tenemos pruebas de que existen otros universos? No.
Tenemos las matemáticas que describen lo que se ve, para todos los efectos, como una puerta. Pero, ¿la puerta separa esta habitación de otra, o es simplemente una puerta falsa construida en una pared de ladrillos macizos, como en las películas de comedia? no lo sabemos ¿Se abriría la puerta? no lo sabemos ¿Alguien ha visto una puerta así todavía? No.
Eso no significa que el profesor estaba equivocado. Solo significa que esto es solo una hipótesis en este punto. Todavía no sabemos si la realidad coincide o no.
El matemático de Bluegrass
Stan Liou
El matemático de Bluegrass