Monstruos espaciales cuánticos brincan desde un pozo de gravedad

La gravedad podría tener el poder de crear monstruos cuánticos

Un fuerte campo gravitatorio puede inducir un efecto desbocado en las fluctuaciones cuánticas que se producen en el espacio, aparentemente vacío, resultado en una creciente concentración de energía que puede hacer que exploten estrellas o se creen agujeros negros. Así lo dicen Daniel Vanzella y William Lima, de la Universidad de São Paulo en Brasil.

No se piensa que los fenómenos cuánticos tengan gran influencia sobre los procesos a escala astrofísica, tales como comprimir nubes de gas y convertirlas en estrellas.

Ése es el dominio de la gravedad, que, a su vez, no se supone que sea muy afectada por los sucesos cuánticos, tal como un elefante no es consciente de los microbios que hay en su piel. Sólo en algunos pocos casos exóticos —como las singularidades dentro de los agujeros negros—, la gravedad y las fuerzas a nivel cuántico influyen en los mismos procesos.

Ahora, unos cálculos realizados por Vanzella y Lima indican que la gravedad puede desencadenar una poderosa reacción en los fluctuantes campos de fuerza cuánticos que existen en el aparente espacio vacío, y que esta reacción puede ser suficiente para influir en la evolución de objetos grandes, como las estrellas.

De acuerdo con el principio de incertidumbre, partículas virtuales emergen a la existencia y luego desparecen rápidamente en el vacío del espacio. La pareja calculó que un campo gravitacional suficientemente potente, como el creado por un objeto denso como una estrella de neutrones, podría crear una región cerca de la estrella en la que estas partículas virtuales queden empaquetadas densamente. Sus cálculos sugieren que la densidad de energía total de esta región crecerá exponencialmente hasta empequeñecer la energía del objeto que generó el campo gravitatorio: un monstruo de partículas virtuales que supera la fuerza de su creador.

Se desconoce aún qué es capaz de hacer ese monstruo, pero Vanzella y Lima especulan que es posible que la energía acumulada haga estallar una estrella de neutrones, o colapsarla en un agujero negro, o una combinación de los dos cosas.

Sin embargo, ninguno de los campos cuánticos basados en las fuerzas conocidas, como el electromagnetismo, sería capaz de causar que una estrella de neutrones colapse. Sólo un campo cuántico aún sin descubrir reaccionaría a la gravedad de una estrella de neutrones.

Sin embargo, la pareja dice que los campos cuánticos conocidos pueden tener influencia en los procesos astrofísicos si han sido provocadas por efectos gravitacionales a escala mucho más grande, por ejemplo en cúmulos de galaxias o supercúmulos ( Physical Review Letters, vol 104, p 161102 ).

David Toms, de la Universidad de Newcastle, Reino Unido, está intrigado por la idea. “Es sorprendente que no se señalara anteriormente”, dice.

Paul Anderson, de la Universidad Wake Forest en Winston-Salem, Carolina del Norte, también está impresionado por la demostración de la pareja de que los campos cuánticos pueden rivalizar a veces con la gravedad como la fuerza dominante a gran escala. Pero él dice que no está claro si el proceso podría tener importantes efectos astrofísicos.

Fuente: New Scientist.