La relatividad es una de las teorías más grandes de la historia humana. Ella y la mecánica cuántica son las piedras angulares de la física moderna, y se utilizan desde las telecomunicaciones a los ordenadores y smartphones.
Por desgracia, relatividad y mecánica cuántica no hacen buena pareja. Por esta razón, los físicos teóricos están a la búsqueda de una teoría que pueda unificarlas: la teoría del todo. Para ello, ponen al límite las dos teorías, buscando romper ambas leyes; ahora, una nueva investigación ha encontrado una violación muy interesante de la relatividad.
Investigadores de la Universidad de Cambridge y de la Universidad Queen Mary miraron un escenario interesante para que la relatividad general se rompiese. Utilizaron un superordenador para modelar un agujero negro en forma de anillo de cinco dimensiones y descubrieron que el agujero se convirtió en una singularidad desnuda, lo cual viola la relatividad. Los resultados se publicaron en Physics Review Letters.
Las singularidades tales como los agujeros negros son objetos de densidad infinita, y de acuerdo con las leyes de la física, se les permite existir sólo si están rodeados por un horizonte de sucesos: una superficie que les separa del resto del universo. Matemáticamente, no puede haber una singularidad «desnuda» (que existe fuera de un horizonte de sucesos) en nuestro universo de cuatro dimensiones. Esto se conoce como la conjetura de la censura cósmica.
«Las singularidades permanecen ocultas detrás de un horizonte de sucesos, y no causan problemas para que la relatividad general se sostenga», afirma Markus Kunesch, coautor del estudio y estudiante doctorado en el Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de Cambridge.
«Mientras la conjetura de la censura cósmica es válida, podemos predecir con seguridad el futuro fuera de los agujeros negros porque, en definitiva, lo que estamos tratando de hacer en la física es predecir el futuro dado el conocimiento sobre el estado del universo».
La conjetura de la censura cósmica se cree que tiene espacio para nuestro universo, pero salta la duda de por qué es tan especial un universo con tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal. Además, estas posibles teorías y otras como la de la gravedad cuántica requieren hasta 11 dimensiones, por lo que es importante investigar los límites de nuestras teorías actuales. En este escenario, la quinta dimensión es una dimensión adicional al azar en el espacio.
«Cuanto mejor sean las simulaciones de la teoría de la gravedad de Einstein en dimensiones más altas, más fácil será para nosotros ayudar con el avance de nuevas técnicas computacionales», dijo el coautor Saran Tunyasuvunakool. «Pero si la censura cósmica no se sostiene en dimensiones más altas, encones tal vez tenemos que mirar lo que hay en un universo de cuatro dimensiones».
