Podcast CB SyR 441: IA en arte y asiriología, microsiestas de pingüinos, convección en Betelgeuse, ATLAS ve un quark top emitiendo un fotón, onda gravitacional GW190521 y boutade de Roy Kerr

Por Francisco R. Villatoro, el 8 diciembre, 2023. Categoría(s): Astrofísica • Astronomía • Biología • Ciencia • Física • LHC - CERN • Noticia CPAN • Noticias • Personajes • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Relatividad • Science ✎ 33

He participado en el episodio 441 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [Acast AAcast BiVoox AiVoox BiTunes A y iTunes B], titulado “Ep441: IA y Arte; Betelgeuse; Singularidades; Kerr; Quarks; Agujeros Negros», 07 dic 2023. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Cara A: La IA puede recuperar arte destruido: (10:00). La IA al servicio de la Asiriología (38:00). Cara B: Los pingüinos barbijo se echan microsiestas de pocos segundos (1:00). La velocidad de rotación de Betelgeuse y la posibilidad de confundir velocidad de rotación con velocidad de convección en su superficie (10:50). La observación (por primera vez) de un proceso de un sólo quark top y fotones en el LHC (29:50). Los agujeros negros sin pelo gracias a la onda gravitacional GW190521 (47:20). La boutade de Roy Kerr: ¿Los agujeros negros de Kerr contienen singularidades? (1:12:20). Señales de los Oyentes (1:48:40). Imagen de portada realizada por Héctor con Midjourney. Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso».

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Descargar el episodio 441 cara A en Acast.

Descargar el episodio 441 cara B en Acast.

Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), María Ribes Lafoz @Neferchitty (solo cara A), Sara Robisco Cavite @SaraRC83, Isabel Cordero @FuturaConjetura (solo cara B), José Edelstein, @JoseEdelstein (solo cara B), Gastón Giribet @GastonGiribet (solo cara B), y Francis Villatoro  @emulenews.

Tras la presentación, Héctor comenta que el episodio de hoy será muy coral. María nos comenta un ensayo publicado en Nature sobre el uso de la Inteligencia Artificial para recuperar el arte destruido. El autor, David G. Stork, promociona su nuevo libro «Pixels & Paintings: Foundations of Computer-assisted Connoisseurship» (2023); María recomienda otro de sus libros (en coautoría con Arthur C. Clarke), «HAL’s Legacy: «2001’s. Computer as Dream and Reality» (1996). El este ensayo, y supongo que en su libro (que aún no he leído), nos comenta varios casos de éxito del uso de la inteligencia artificial en el arte.

En 1945, un incendio destruyó tres obras de Gustav Klimt, de las que solo se conservan fotografías en blanco y negro. El proyecto Google Arts and Culture ha usado una inteligencia artificial para reconstruir los colores de dichas obras. Las IA pueden analizar las pinceladas, el color y el estilo, siendo una herramienta muy útil en el campo de la Historia del Arte. El «conocimiento asistido por ordenador» ya está logrando sonados éxitos. Por ejemplo, permiten reconstruir las posturas de las personas retratadas, o la dirección de la fuente de luz que les ilumina. O también, una obra perdida de Vincent van Gogh («Dos luchadores») que ha sido encontrada mediante rayos X debajo de otro cuadro («Naturaleza muerta con flores y rosas del prado»).

La IA acabará revolucionando la Historia del Arte, como nos cuenta David G. Stork, «How AI is expanding art history. From identifying disputed artworks to reconstructing lost masterpieces, artificial intelligence is enriching how we interpret our cultural heritage,» Nature 623: 685-687 (21 Nov 2023), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-03604-3. También recomiendo Mike Lucibella, «X-rays, AI and 3D printing bring a lost Van Gogh artwork to life,» UCL News, 02 Sep 2022; Emil Wallner, «The Klimt Color Enigma. Colorizing Klimt’s Vanished Paintings with Artificial Intelligence and Klimt Experts,» Google Arts & Culture, 07 Oct 2021.

María también nos cuenta que se está usando la AI al servicio de la Asiriología, la llamada Asiriología Digital. En un nuevo trabajo se ha usado una red neuronal convolucional basada en regiones (R-CNN, por Region-based Convolutional Neural Network) para clasificar y localizar cuñas en 1977 tablillas cuneiformes de la Colección Frau Professor Hilprecht, disponibles como datos en formato digital (unas 500 transcritas por la CDLI, Cuneiform Digital Library Initiative). Se han anotado unos 21 000 signos cuneiformes, que se han publicado en una base de datos abiertos de tablillas cuneiformes de Maguncia (MaiCuBeDa, por Mainz Cuneiform Benchmark Dataset), que incluye metadatos, signos recortados y cuñas parciales. La clave del nuevo trabajo es que se ha tratado de reconstruir los signos en 3D a partir de las sombras y la iluminación de las cuñas; la llamada iluminación aumentada (al hilo de la realidad aumentada).

Nos cuenta Sara que la red neuronal R-CNN es una red de neuronas convolucional basada en el residuo de tipo ResNet-18, que tiene 18 capas, para analizar ciertas regiones (las cuñas en la tablilla) de la imagen. Este tipo de red usa el residuo (la resta entre la salida y la entrada), de manera similar a muchos algoritmos de optimización clásicos, para aprender a reconocer regiones y sus características en la imagen de entrada. Así la salida de la red R-CNN es la imagen de entrada anotada con información sobre los símbolos (cuñas) en dicha imagen. Destaca Sara que el problema es muy difícil (solo se ha alcanzado una precisión estimada del 60 %), pero que se espera que mejorará mucho en el futuro. El artículo es Ernst Stötzner, Timo Homburg, …, Hubert Mara, «R-CNN based Polygonal Wedge Detection Learned from Annotated 3D Renderings and Mapped Photographs of Open Data Cuneiform Tablets,» Eurographics Workshop on Graphics and Cultural Heritage, edited by Alberto Bucciero et al. (2023), pp. 47-56, doi: https://doi.org/10.2312/gch.20231157; también el artículo Ernst Stötzner, Timo Homburg, Hubert Mara, «CNN Based Cuneiform Sign Detection Learned from Annotated 3D Renderings and Mapped Photographs with Illumination Augmentation,» Proceedings of the IEEE/CVF International Conference on Computer Vision (ICCV) Workshops (2023), pp. 1680-1688, https://goo.by/XxUMnd.

Nos cuenta Sara que se publica en Science que los pingüinos barbijo (Pygoscelis antarcticus) se echan microsiestas de pocos segundos. Se estima que duermen más de once horas por día, pero en más de diez mil microsueños que duran unos cuatro segundos de promedio. Se cree que la razón es poder dormir manteniendo la vigilancia sobre sus nidos, ya que un solo progenitor se encarga de proteger el nido, mientras su pareja está varios días alimentándose. Sus patrones de sueño se han descubierto gracias a electroencefalogramas (EEG), electromiogramas (EMG) de los músculos del cuello, acelerómetros para los movimientos y la postura  corporal, localización con GPS y un sensor de presión para detectar el buceo (todos ellos sensores remotos y no invasivos). No se sabe si este comportamiento también ocurre fuera de la época de nidificación. Tampoco se sabe si estas microsiestas son suficientes para proporcionar las mismas funciones restauradoras que tiene dormir en un período continuo.

Se ha estudiado a 14 pingüinos mientras incubaban huevos en una colonia a principios de diciembre de 2019. Se usaron grabaciones en vídeo de los nidos para registrar el comportamiento durante el sueño; en especial, la fase REM, que muestra movimientos oculares rápidos, en la que la actividad EEG es similar a la vigilia, pero con los ojos cerrados y la cabeza caída. Destaco esto porque en las aves (en general), la EMG no disminuye durante el sueño REM, con lo que para diferenciarla de la vigilia hay que recurrir a estos vídeos (y a los acelerómetros). Se ha observado tanto sueño bihemisférico de ondas lentas (BSWS, azul en la figura), como sueño unihemisférico de ondas lentas (USWS), tanto izquierdo (violeta en la figura) como derecho (verde en la figura); en el sueño unihemisférico un ojo permanece abierto y el otro cerrado.

Sin lugar a dudas una investigación muy curiosa. Recomiendo ver los vídeos de la información suplementaria del artículo (fichero ZIP con cuatro vídeos, el más instructivo es el tercero). El artículo es P.-A. Libourel, W. Y. Lee, …, N. C. Rattenborg, «Nesting chinstrap penguins accrue large quantities of sleep through seconds-long microsleeps,» Science 382: 1026-1031 (30 Nov 2023), doi: https://doi.org/10.1126/science.adh0771; más información divulgativa en Eva Rodríguez, «Los pingüinos barbijo duermen miles de veces al día durante segundos», Agencia SINC, 30 nov 2023.

Gastón nos cuenta que la aparente velocidad de rotación superrápida de Betelgeuse podría ser un artefacto de su convección superficial. Betelgeuse es una gigante roja en la Constelación de Orión. Según las observaciones de ALMA (Atacama Large Milimeter Array) parece estar girando más rápido de lo esperado. Las estrellas como Betelgeuse se expanden con el tiempo, con lo que disminuye su velocidad de rotación debido a la ley de conservación del momento angular; además, las pérdidas de masa debido a sus fuertes vientos estelares disminuyen aún más su rotación. Según la teoría, la superficie de las gigantes rojas deberían girar como a 1 km/s y las supergigantes rojas a menos de 0.1 km/s. Pero la velocidad radial medida con ALMA es de 5.47 km/s. ¿Cómo explicarlo? Una hipótesis es que era un sistema binario y se fusionó con su compañera de baja masa (CB: SyR Ep. 437, LCMF, 10 nov 2023).

Aclara Héctor que la razón última de que veamos una supuesta rotación en la superficie es el uso del efecto Doppler con las líneas espectrales: que una parte de la superficie estelar tiene líneas desplazadas al rojo y la otra parte líneas desplazadas al azul. Un nuevo artículo en arXiv nos propone una hipótesis alternativa: las observaciones se interpretado de forma errónea, en realidad lo que se observa es una fuerte convección del plasma con movimientos locales de hasta 20 km/s; el promedio de todos estos movimientos convectivos locales puede resultar en una rotación aparente a unos 5 km/s. El trabajo se basa en simulaciones 3D con el software CO5BOLD, luego no es concluyente (recomiendo este Video MP4 con una simulación, y otro Vídeo MP4 comparando con ALMA). Este software no tiene en cuenta los campos magnéticos, pues simula la convección de las capas interiores de la estrella, que está dominada por la hidrodinámica con radiación del plasma; sin embargo, en la corona dominan los campos magnéticos.

Comenta Héctor que se podrá resolver el problema usando nuevas observaciones de ALMA, porque el patrón convectivo debe variar con el tiempo, mientras el patrón de rotación no debería variar (estiman que solo hay un 2 % de probabilidad de que futuras observaciones observen el mismo patrón si el origen es convectivo, luego si se vuelve a observar será indicación de que su origen es la rotación). Los autores también  de mayor resolución espacial del disco de esta gigante roja. Dichas observaciones están más allá de lo que permite la tecnología actual. El nuevo artículo es Jing-Ze Ma, Andrea Chiavassa, …, Bernd Freytag, «Is Betelgeuse really rotating? Synthetic ALMA observations of large-scale convection in 3D simulations of Red Supergiants,» enviado a ApJL, arXiv:2311.16885 [astro-ph.SR] (28 Nov 2023) doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2311.16885. Más información divulgativa en Mark Thompson, «Does Betelgeuse Even Rotate? Maybe Not,» Universe Today, 03 Dec 2023.

Nos cuenta Gastón que se han observado a más de 5 sigmas (por primera vez) la producción de un único quark top y un fotón (emitido por dicho quark top) en las colisiones protón-protón del LHC. La Colaboración ATLAS ha logrado observar este proceso con 9.3 sigmas de significación tras analizar los 139 fb⁻¹ (inversos de femtobarn) de colisiones a 13 TeV del LHC Run 2. Hasta ahora, los sucesos con un solo quark top se habían observado a más de cinco sigmas asociados o bien a un bosón W, o bien a un bosón Z, pero siempre sin un fotón. ATLAS ha buscado eventos con un fotón, un chorro hadrónico tipo bottom (b jet, que es más compacto que un chorro hadrónico (jet) típìco), un leptón (muón o electrón) y una pérdida de energía (asociada a un neutrino muónico o electrónico). Para seleccionar estos eventos se han usado algoritmos de aprendizaje automático (machine learning) entrenados con colisiones simuladas. Un ejemplo de tipo de eventos, llamados tqγ, se muestra en este diagrama de Feynman: un gluón (g) de un protón (p) emite un par bottom-antibottom (bb), uno de los cuales interacciona con un quark (q) del otro protón (p) por vía débil, que cambie su energía y momento lineal (q’), pero sin desintegrarse; en concreto, por vía débil mediante un bosón W que cambia dicho quark bottom (b) en un quark top (t), que emite un fotón (γ) antes de desintegrarse por vía débil en otro quark bottom (b) y un bosón W, que decae por vía leptónica en una pareja fermión-neutrino (eνe, o μνμ).

Este tipo de procesos tan complicados son muy improbables, de ahí la dificultad de observarlos; pero lo más relevante es que, al involucrar un quark top, son sensibles a física más allá del modelo estándar (nuevas partículas con masa mayor que la del quark top cuyo efecto sea hacer estos eventos más probables). En este caso, ATLAS ha estimado una sección eficaz de 688 fb (femtobarns), que es entre un 34 % mayor de los 515 fb predichos por el modelo estándar, siendo la incertidumbre es del orden del 10 %; por tanto, se trata de un exceso de eventos de unos dos sigmas, que bien podría ser una simple fluctuación estadística. Gracias a dicho exceso se han alcanzado 9.3 sigmas en lugar de las 6.8 sigmas esperadas según el modelo estándar. Este exceso llama la atención porque también observó un exceso similar CMS, que publicó en 2018 su análisis de este tipo de sucesos usando solo 36 fb⁻¹ de colisiones del LHC Run 2: se observó a 4.4 sigmas, cuando se esperaba hacerlo a 3.0 sigmas. Por supuesto, ambos excesos tienen baja significación (menos de dos sigmas), así que bien podrían desaparecer cuando CMS publique su análisis con todos los datos del LHC Run2 (unos 138 fb⁻¹ como ATLAS).

El artículo es ATLAS Collaboration, «Observation of Single-Top-Quark Production in Association with a Photon Using the ATLAS Detector,» Phys. Rev. Lett. 131: 181901 (30 Oct 2023), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.181901, arXiv:2302.01283 [hep-ex] (02 Feb 2023); más información divulgativa en Ken Mimasu, «Observation of a Single Top Quark and a Photon,» APS Physics 16: 187 (31 Oct 2023), https://physics.aps.org/articles/v16/187, y en Sam Jarman, «Simultaneous production of a top quark and a photon observed for the first time,» Physics World, 04 Dec 2023.

Nos cuenta Isabel que la onda gravitacional GW190521 confirma que los agujeros negros no tienen pelo. GW190521 (GraceDB, GWOSC) es la fusión de agujeros negros más masiva observada por LIGO/Virgo (LCMF, 02 sep 2020): dos agujeros negros de 66 y 85 masas solares se fusionan en uno de unas 142 masas solares emitiendo unas 8 masas solares en energía; la fusión ocurrió a z = 0.82 (z ∊ [0.48, 1.1]), es decir, a una distancia de 5.3 Gpc (entre 2.7 y 7.7 Gpc), unos 17 mil millones de años luz, aunque la señal ha recorrido el universo en expansión durante unos 7.1 mil millones de años. La fusión de dos agujeros negros produce una onda gravitacional con tres fases: acercamiento en espiral (inspiral), fusión en un único agujero negro (merging) y relajación emitiendo modos cuasinormales (ringdown). Esta última fase permite estudiar las propiedades del horizonte de los agujeros negros (esta última fase, en la mayoría de las ondas gravitacionales, tiene una duración demasiado corta para ofrecer información).

GW190521 presenta el ringdown de mayor duración observado por LIGO/Virgo. Sus propiedades dependen de la masa y del momento angular del agujero negro final. Se publica en Physical Review Letters su análisis detallado, mostrando indicios de la observación de dos modos cuasinormales (hasta ahora todas las ondas gravitacionales se podían explicar con un único modo). El modo principal es el = m = 2, observándose también el modo siguiente = m = 3 (por primera vez), con un factor de Bayes de 56 ± 1 (a 1σ); la amplitud relativa entre ambos modos A₃₃₀ / A₂₂₀ = 0.2 (A₃₃₀ / A₂₂₀ ∊ [0.1, 0.4] a 1σ), cuya confianza estadística es muy baja (por eso no fue estimada de forma oficial por la Colaboración LIGO/Virgo). Si así fuera, la masa del agujero negro final sería mayor de la estimada por LIGO/Virgo, en concreto, M = 330 M⊙ (m∊ [290, 360] a 1σ), con un momento angular normalizado de a = 0.86 (a ∊ [0.75, 0.92]).

Isa nos muestra sus dudas sobre este resultado (que hay que recordar que no es oficial de LIGO/Virgo). Se ha realizado un análisis basado en el espectrograma, luego debemos ser muy cautos sobre las conclusiones de este estudio. Hay muchas degeneraciones en estas señales según las simulaciones de las colisiones de agujeros negros; por ello se deberían analizar los datos originales, en lugar de los espectrogramas (que son resultados derivados y filtrados). Por ello, Isa sugiere que podría haber un sesgo de confirmación en estos resultados, es decir, se ha de tener mucho cuidado con ellos. Aún así, reconoce que le encanta que haya investigadores externos que estén estudiando los datos publicados por LIGO/Virgo.

Yo confieso que no me creo este trabajo porque presenta un factor de Bayes of 56 ± 1, que es muy alto (tanto que la señal observada debería estar muy clara en las figuras, cuando a mí no me parece que lo esté). En mi opinión, apunta a sesgo de confirmación; los autores ven una pareidolia en sus datos (el modo 330) que la colaboración LIGO/Virgo no pudo observar (solo se observó el modo 220). En cualquier caso, lo más relevante de este nuevo resultado es que, si nos lo creemos, es compatible con el teorema de no pelo, luego, en su caso, permitiría descartar la existencia de modos subdominantes (no predichos por la relatividad general) a −0.01 ± 0.09 (valor compatible con cero). El artículo es Collin D. Capano, Miriam Cabero, …, Badri Krishnan, «Multimode Quasinormal Spectrum from a Perturbed Black Hole,» Phys. Rev. Lett. 131: 221402 (28 Nov 2023), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402, arXiv:2105.05238 [gr-qc] (11 May 2021). Más información divulgativa en Davide Castelvecchi, «Gravitational waves from giant black-hole collision reveal long-sought ‘ringing’,» Nature (01 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-03813-w.

Nos cuenta Gastón un reciente artículo de Roy Kerr (89 años) con una boutade al estilo de las de Hawking: no hay prueba de que haya singularidades en la métrica de Kerr para un agujero negro en rotación. Sugiere que la demostración de Roger Penrose, que le llevó al Premio Nobel de Física en 2020, no es aplicable a los agujeros negros en rotación descritos por la métrica de Kerr (1963). Penrose demostró en 1965 que la existencia de una superficie atrapada (dentro de un horizonte de sucesos) conduce a la existencia de rayos de luz de longitud afín finita (FALL, por Finite Affine Length Light rays). Kerr afirma que hay contraejemplos al teorema de Penrose, geodésicas que se inician en superficies atrapadas entre  el horizonte exterior y el horizonte interior, pero que son capaces de entrar en el horizonte interior esquivando la singularidad anular; en concreto, que alcanzan la región central de dicho anillo singular. Según el teorema de Penrose deberían tener una longitud finita y acabar en una singularidad; pero estas geodésicas tienen longitud finita (atraviesan el disco y aparecen en otro agujero negro tipo Kerr) sin acabar en una singularidad.

En mi opinión, la crítica de Kerr (89 años) a Penrose (92 años) está poco fundada. Por un lado, no se conoce la interpretación física del interior del horizonte interior, donde se sabe que hay curvas espaciotemporales cerradas, que incumplen la hipótesis cronológica del teorema de Penrose. Por otro lado, tampoco se conoce la física en el entorno de la singularidad; de hecho, hay artículos que sugieren que el anillo singular es en realidad un disco singular (en la línea de la predicción del teorema de Penrose). Así que debemos tener cautela con la boutade de Kerr; está generando opiniones a favor (pocas) y en contra (muchas) en la comunidad. Creo que lo único relevante es que nos muestra que hay detalles, tanto de la métrica de Kerr como del teorema de Penrose, que aún ignoramos. Pero no debemos olvidar que las singularidades son parte de las soluciones de las ecuaciones de Einstein, que muestran donde dichas ecuaciones fallan y se requiere ir más allá. El artículo es R. P. Kerr, «Do Black Holes have Singularities?» arXiv:2312.00841 [gr-qc] (01 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2312.00841.

Y pasamos a Señales de los Oyentes. Cristina Hernández García pregunta: «Puesto [que] un electrón tiene la energía de los campos cuantizada, [con] menos de la cual no puede haber [un] electrón, ¿no cederá toda su energía al agujero negro antes de llegar al punto central?» Contesto que así es. Que la energía del electrón esté cuantizada significa dos cosas: por un lado, que hay un salto de masa, una energía mínima (igual a la masa del electrón), necesaria para producir una excitación de tipo electrón sobre el vacío del campo campo electrónico; y, por otro lado, que en el campo electrónico solo se pueden excitar un número entero de electrones (no se pueden excitar 0.5 electrones, o 3.14 electrones). Un electrón en el interior de un horizonte de sucesos experimenta fuerzas de marea gravitacionales (dado que tiene un tamaño finito dado por su energía cinética, que incluya la energía de su masa); la llamada «espaguetización» provoca que incremente su longitud de onda, con lo que se reduzca su energía; llegado cierto punto, dicha energía será inferior al salto de masa y el electrón se desexcitará en el vacío de su campo; toda su energía se transformará en energía gravitacional asociada a la curvatura del espaciotiempo (diremos que el agujero negro ha incrementado su «masa equivalente» con toda la energía cinética del electrón).

Gabriel Domínguez pregunta: «¿Por qué «vemos» agujeros negros de diferentes masas si esa masa está dentro del [horizonte] del agujero negro y no hay conexión [causal] con el exterior? ¿No deberían ser todos idénticos? Es más, ¿por qué «vemos» su gravedad, si lo que gravita está dentro [del horizonte]?» Contesta Gastón que la masa del agujero negro está «dentro» (no me gusta esta afirmación), pero que la gravitación no es resultado de una radiación; el campo gravitacional no debe ser confundido con la radiación gravitacional. Igual que una carga eléctrica estática tiene un campo eléctrico que no debe ser confundido con la radiación de un carga acelerada. Apostilla Isa que la clave de la gravitación es la curvatura, que ella imagina como la carpa de un circo; hay carpas con diferentes formas y de igual forma hay agujeros negros con diferente masa.

Jose contesta (en contra de lo afirmado por Gastón) que no se puede decir que la masa del agujero negro esté dentro del horizonte. Solo durante el colapso de una estrella se puede decir que la masa de la estrella está dentro del horizonte, pero es una situación transitoria (de poca duración). Cuando finaliza el colapso dicha masa deja de existir en el interior del horizonte. Aunque sugiere que quizás está concentrada en un punto, la singularidad (tampoco me gusta esta afirmación). Yo comento que el concepto de masa del agujero negro es sutil y se debe interpretar desde un punto de vista asintótico: el parámetro m (de masa) de la solución de Schzwarxhild (o de la Kerr) se interpreta como la masa que «vemos» desde fuera del horizonte cuando exploramos la curvatura del espaciotiempo fuera del horizonte (estudiando la órbita de una masa de prueba en movimiento); es decir, la curvatura que vemos fuera del horizonte es la misma curvatura que se vería si se sustituyera el agujero negro (que es espaciotiempo curvado pero vacío) por una «estrella equivalante» con la misma masa y el mismo tamaño del agujero negro (este tipo de estrella no existe porque en su caso colapsa para formar un agujero negro). De nuevo apostilla Isa que no hay que confundir la masa con el parámetro de masa del agujero negro.

Jose comenta que no hemos contestado a la segunda parte de la pregunta, ¿por qué vemos la gravedad si lo que gravita está dentro? Yo contesto que no es cierto que lo que gravita está dentro del agujero negro. En mi opinión está pregunta está mal formulada: fuera del Sol, ¿gravita el Sol (en su conjunto), o gravita lo que está dentro del Sol? Como es obvio, el teorema de Gauss permite sustituir todo el Sol por un punto con su masa. Pero esto no significa que lo que gravite esté «dentro» del Sol (y mucho menos en su centro); y a pesar de que podemos calcular el campo gravitacional solar asumiendo que está generado por pequeños volúmenes en su interior que gravitan como partículas, aplicando una integración en volumen de todos estas pequeñas «fuentes» de gravitación. Con un agujero negro pasa lo mismo, fuera del horizonte lo que observamos es el espaciotiempo curvado por la presencia del agujero negro; no se puede usar la imagen newtoniana que aplicamos al Sol y suponer que el interior del agujero negro está formado por pequeños volúmenes que son fuente de la gravitación (o que dicha fuente está en su centro). Este abuso del lenguaje newtoniano no tiene sentido en el contexto de la gravitación einsteniana.

Recurriendo al ejemplo de Jose sobre el colapso estelar, podemos imaginar que el espaciotiempo curvado alrededor de una estrella en colapso, conforme ella se contrae, va mostrando regiones con mayor curvatura. Cuando la estrella tiene un tamaño un poco mayor que el horizonte, lo único que tenemos es una estrella (en un estado gravitacionalmente inestable) rodeada de espaciotiempo curvado. Un instante más tarde, cuando se ha formado el horizonte de sucesos y toda la estrella está en su interior, el espaciotiempo se comporta igual que antes; si pudiéramos observar más allá del horizonte, se observaría una región un poco mayor de espaciotiempo curvada, aunque con curvatura un poco mayor, pero sin ninguna diferencia conceptual con lo que pasaba antes (cuando podíamos hablar de estrella en colapso en lugar de un agujero negro ya formado). No sabemos lo que pasa en las últimas fases del colapso de la estrella, pues no tenemos una gravitación cuántica que nos lo explique en detalle. Pero la idea cuasiclásica más popular es que toda la estrella se transforma en energía de curvatura (así la energía se conserva y tras la formación del agujero negro solo hay espaciotiempo vacío y curvado).

Finalmente, Paco Martinez pregunta: «¿Se conocen efectos de la pasada tormenta solar?» Héctor contesta haciendo referencia a la Dra. Tamitha Skov @TamithaSkov, que divulga la meteorología solar en Twitter. Por lo que parece anunció el miércoles 6 de diciembre que una llamarada solar M2.3, aunque no dirigida en dirección hacia la Tierra, podría provocar problemas en las comunicaciones por radio y en los satélites GPS durante los próximos días. No sabemos qué pasará, pero Héctor nos comenta que no debemos preocuparnos, pues no se espera que pase nada más allá de lo normal. De hecho, Tamitha ya ha anunciado varias tormentas similares en los últimos años y no ha pasado reseñable. 

Lo dicho, ¡que disfrutes del podcast!



33 Comentarios

  1. ¡Menudo trabajo estos resúmenes todas las semanas!. Muchas gracias.

    Me habéis dejado con la miel en los labios dejando para la semana que viene el artículo de Jonathan Oppenheim. Pero si de postre pasa a primer plato, bienvenido sea el retraso. Ya he visto un par de ellas, pero así me da tiempo a ver alguna otra charla o entrevista y me encariño con su propuesta antes de que la despedacéis.

    1. Me adelanto a la entrada que corresponde, por si la vida es corta y no llega la mar a mi galera.

      Otro programa excelente el de ayer. Muchas gracias.

      Vosotros sois los físicos. Se decís que pasará al baúl de los recuerdos, será. Pero estéticamente, la propuesta de Oppenheim me gusta por el mismo motivo que a vosotros no.

      Aparte, tanto Socas como Giribet insisten en que la mecánica cuántica es determinista porque la evolución de la función de onda lo es. Seguro que me equivoco, pero eso me parece una interpretación óntica de la ecuación. Si su colapso es epistémico, su evolución determinista unitaria también lo será, un mero instrumento para calcular la probabilidad de un evento. Si la función de onda es óntica, su colapso (como quieren Penrose y Oppenheim) será un proceso físico. Cada evento será aleatorio e irreversible. La decoherencia, como filtrado de la información hacia el entorno y su preservación en una función de onda innacesible que combina cada sistema con el Universo en su conjunto, también es una interpretación a gusto del determinista. El tiempo de decoherencia es lo que la vaca (un sistema cuántico cerrado siguiendo la batuta de la ecuación de Schrödinger) aguanta hecha bola. Pero ya sea porque la función colapsa, el estado se reduce, la interacción mide o la información se filtra, lo que ocurre, ocurre ahora, podría no haber ocurrido y no hay vuelta atrás.

      1. Masgüel dice que «la propuesta de Oppenheim me gusta». Yo soy muy crítico con estas propuestas (sobre todo cuando usan modelos difusivos como modelos fundamentales, pues solo pueden ser modelos fenomenológicos aproximados, al implicar una velocidad infinita de propagación de la energía y de la información). Habrá que esperar al juicio del tiempo, pero me temo que la gravitación postcuántica acabará en el baúl de los recuerdos en un par de años. Como es obvio, espero equivocarme.

  2. Menudo debate interesante que se formó al final, entiendo tu punto Francis, la masa es traducible en curvatura por tanto no parece tener sentido preguntar por la masa una vez traducida.

    Discrepo pero desde luego tú sabes más, también puedes traducir curvatura en objetos de cierta masa y no por ello diremos que no existe la curvatura, lo que produce la curvatura puede ocultarse matematicamente. Puedes ocultar la fuente de la curvatura en un punto dentro del horizonte y tener un AN de Schwarszchild, también puedes extenderlo a todos los puntos y tener un espacio vacío pero curvado (de Sitter,etc)

    Si literalmente y en todos los sentidos desaparece la energía que produce la curvatura estaremos deacuerdo en que desaparece la curvatura, salvo que hablemos de propiedades exóticas que permiten violar las condiciones de nulidad.

    Opino que este debate y la pregunta «¿existe la masa una vez es traducida en curvatura?» no tiene solución si/no evidente. Habéis estado geniales todos en este episodio por cierto.

  3. Hola, Francis.
    ¿Podrías, por favor, decirme a qué hira son la charlas de los Nobel en Málaga?
    En internet solo he encontrado la información de años pasados.
    Gracias.

    1. Vega, las charlas son las 18:30 (hora de Málaga).

      Lunes 11 de diciembre de 2023, a las 18h30. Charla Nobel Economía. Elena Bárcena Martín, Departamento de Economía Aplicada (Estadística y Econometría). Título: La economista detective que investiga la brecha de género.

      Viernes 15 de diciembre 2023, a las 18h30. Charla Nobel Física. Francisco R. Villatoro, Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación. Título: Attofotónica: destellos de trillonésimas de segundo

      Las charlas de Química y Medicina se postergan hasta principios de 2024.

      Saludos

  4. Perdona Francis y borra mi comentario si crees que enturbia (y en youtube se han de hacer malabarismos para redactar y dado que encima redacto mal cuando me es algo inexplorado, así que pido perdón). Cito <> Y entiendo que antes de llegar al centro o en el centro con la mecánica cuántica no puede ir cediendo los campos de electrón fragmentos de la energía mínima hasta el infinito sino que cuando se llega a la energía mínima del electrón los campos se des-excitan y la liberan toda con lo cual no debería haber infinitos en la zona de la singularidad si se tuviera una gravedad cuántica. Sino que se cede una cantidad mínima y ya pero incluso en fracciones … Este orden de cesión de energía mientras se hace el viaje hacia el interior ¿no es exactamente el mismo orden que va evaporándose el agujero negro en el tiempo emitiendo cantidades menores y al final mayores con partículas más energéticas? ¿Esos 20 segundos para lo que ha caído en el horizonte hasta la singularidad no son miles de millones de años alejado del horizonte afuera en el mismo orden que el agujero negro se ha de evaporar y por tanto cederá cuando se evapore afuera la energía exactamente en las mismas cantidades y orden que toma de lo que entra y por tanto no tendría sentido hablar de pérdida de información porque no la habría sino que estaría estancada hacia el futuro para algo de afuera, como viajando al futuro para cuando sea emitida? Y Esa conversión de que la distancia radial tome un sentido causal como lo tiene el tiempo ¿no es lo que obligaría a que se cumpla ese orden y que realmente no exista ni pérdida de información fundamental ni infinitos en la singularidad y simplemente se estanque en el tiempo interior visto desde afuera a futuro cuando sea emitida? ¿Y por eso el agujero negro es un objeto teleológico domo repite a veces Gastón? Porque visto así parece algo muy sencillo, contrario al sentido común pero lógicamente sencillísimo el objeto (si nos olvidamos del sentido común)

    1. Cristina dice «…en youtube se han de hacer malabarismos para redactar…» Cierto, el chat de YouTube está pensado para escribir monosílabos o frases muy cortas.

      «Entiendo que … cediendo los campos de electrón fragmentos de la energía mínima …» No, no se ceden fragmentos de la energía asociada a la masa (que se cede en su totalidad), solo se ceden fragmentos de la energía cinética (por encima de la masa).

      «¿no es exactamente el mismo orden que va evaporándose el agujero negro?» No, no es lo mismo, porque el agujero negro no tiene salto de masa; en teoría un agujero negro puede tener una energía (o parámetro de masa) arbiraria.

      «…el agujero negro se ha de evaporar y por tanto cederá cuando se evapore afuera la energía exactamente en las mismas cantidades y orden que toma de lo que entra …» No, esto es falso de toda falsedad. El agujero negro en evaporación produce partículas que reducen su energía con un espectro de cuerpo negro. Toda la información sobre lo que formó o entró en el agujero negro ya desapareció (al poco tiempo de formarse o de entrar).

      «… no exista ni pérdida de información fundamental …» Esto es otra cuestión. ¿Es un agujero negro macroscópico un objeto cuántico? Todo apunta a que no lo se. ¿Es un agujero negro microscópico un objeto cuántico? Los resultados sobre la pérdida de información se refieren a este caso. Para algunos físicos sí lo es (no hay pérdida de información según los teóricos de cuerdas), pero para otros no lo es (hay pérdida de información).

      «¿Y por eso el agujero negro es un objeto teleológico como repite a veces Gastón?» No sé a qué se refiere. Con la definición estándar en filosofía de teleología, los agujeros negros no son objetos teleológicos. A veces Gastón habla de forma críptica. Habrá que preguntarle a él.

      Saludos

      1. <> Es lo que quería decir pero gracias.. <> GRACIAS. Eso mismo. Bueno que es así o como sea que resulte ser y se tiene que aceptar y ya, pues es lo que hay (de momento pero lo que hay). Y el camino para entenderlo intuitivamente es otro. Si estuviera respetando los campos y las cantidades de energía que entran debería de ceñirse a ellas, se ciñe a espectro de radiación de cuerpo negro y adios información elemental vale <> Anotado. Mi cabezonería era porque deberían de ser compatibles las dos cosas y no perderse la información fundamental. Pero si se pierde pues se pierde. Las cosas como resulten ser. <> Vale. Creo entender que parte de lo que estaba diciendo (el flujo del tiempo fuera y dentro del horizonte siendo el mismo tiempo fluye muy diferente) excepto lo que me has corregido por mi obsesión de exigir su cuantización y disparar casi. En todo caso muchísimas gracias porque no le estaba dando valor a lo que me has indicado.

        1. Nada. Veo que no salen las citas. Bueno Que pretendia (idea que parece muy loca) proteger la información por «una barrera temporal «. Por esas propiedades temporales que tiene el AN. Es decir esa idea que para lo que cae ya ha caído , ha sido «absorbido» y ahí está el campo de curvatura.. Y gracias a la gran «dilatación temporal» y a que el sentido causal es hacia el centro (la causalidad normal es hacia adentro a partir del HS hacia adentro aunque la curvatura se extiende hacia afuera del HS): desde fuera la idea que ese tiempo total del proceso es hacia futuro de lo que está afuera . Aunque ya está el campo. Y que la energía de las cosas se ceda (o que se interprete que se cedan) de forma efectiva como energía a lo de afuera en ese orden (y se contraiga el AN al cederlas) al estar lanzado hacia el futuro y considerar el proceso trazado en una línea temporal en lugar de espacial. Que sí que forma parte del agujero negro pero la cosa era ¿cuando temporalmente y medido el tiempo cómo? Muy loco. O sea que se interpretara esa absorción efectiva que ya ha ocurrido para lo de dentro y ha generado el campo pero para lo de fuera de forma teleológica como si estuviera suspendida hasta ser cedida afuera a algo. Esa era la idea. Y bueno. Tiene su belleza y me pareció atractiva pero bueno. Es lo que hay… Perdón

          1. Cristina, en lugar de una cita puedes poner un enlace (lo copias sin más y funciona). «Proteger la información por «una barrera temporal»… al estar lanzado hacia el futuro». Esta es la idea estándar, en el interior del horizonte el movimiento hacia el futuro siempre está dirigido hacia la región de mayor curvatura. «¿Cuándo temporalmente y medido el tiempo cómo?» En rigor, la única medida razonable es el tiempo local (un reloj asociado a lo que cae); sincronizar relojes raya lo imposible dentro del horizonte, así que el tiempo propio es el único razonable. Pero para el tiempo propio, la noción de futuro es trivial (sin ningún tipo de paradoja o dificultad).

          2. O sea que lo que esté dentro del Horizonte de sucesos esté ahí en ese lugar pero no pueda ser valorado lo que ocurre dentro como parte de nuestra realidad local que ocurra cuando vemos que algo cae y calculamos la entrada con física clásica. Sino que está separado localmente el interior de afuera temporalmente y lo que ocurra dentro tiene correlación local con el exterior cuando ocurra cada interacción con intercambio de energía de dentro a afuera y ese orden cronológico proteja la información para lo que hay afuera al quedar «suspendida» en el tiempo para lo que hay afuera aunque esté ahí el AN. Esa era la idea interpretando lo de objeto teleológico.. y será describible con pocos parámetros desde afuera pero como si no fuera local ahora y no estuviera ahora sino que fuera siendo en el tiempo de afuera en orden. Ya lo he vuelto a liar

          3. Cristina, «…cuando vemos que algo cae y calculamos la entrada con física clásica…» Ese es el punto clave, no sabemos qué hay en el interior de un agujero negro físico, observable en la Naturaleza; lo único que podemos hacer es calcular qué pasa en el interior usando la teoría de la gravitación de Einstein (que sabemos que debe funcionar bien el interior cercano al horizonte, pero que también sabemos que falla en el interior cercano a la singularidad matemática). Lo que nos dice la relatividad general es que no hay ningún tipo de correlación entre lo que haya en el interior y lo que haya en el exterior.

            Lo que sugiere la teoría de cuerdas, gracias a su formulación holográfica en la línea de la propuesta AdS/CFT, es que el espaciotiempo no existe. Por tanto, tampoco existen los agujeros negros. El espaciotiempo emergería de correlaciones cuánticas entre campos conformes (campos cuerdísticos) que existen en un hipotético «borde holográfico» del universo. Para dichas correlaciones cuánticas no hay diferencia entre el interior y el exterior de las regiones del espaciotiempo autosostenidas por curvatura (los llamados agujeros negros). En dicho caso, todo lo que pueda ocurrir entre objetos cuánticos en el exterior del horizonte del agujero negro, también puede ocurrir entre un objeto cuántico en el exterior y otro objeto cuántico en el interior del horizonte. Pero todo esto son especulaciones, que solo sabemos describir en detalle para un universo AdS que no tiene nada que ver con nuestro universo dS (en el que el «borde holográfico» no existe y no es fácil encontrar un buen análogo).

          4. Bueno mi empanada mental era: Existe un curvatura espacio-temporal con horizonte de sucesos o sea un agujero negro que se extiende más allá del horizonte claro y sin dicha curvatura no puede ocurrir nada de lo que se diga porque ha de ser la responsable. Cae algo hacia el HdS visto desde un observador lejano (el voyeur) y el tiempo del nutriente (de lo que cae) visto desde ese observador va cambiando dilatando más su tiempo y las dos velocidades de tiempo van divergiendo para el observador externo. para el nutriente el tiempo va normal y el resto lejano como que acelera. Al traspasar el nutriente el horizonte es como si se su flujo temporal de se detuviera. Pero si algo está quieto o en un lugar su tiempo va a C y si algo viaja a C su tiempo casi se detiene. Aquí parece que se detienen ambas cosas con lo que da esa sensación de «esto no encaja y no entiendo nada» pero a la vez una distancia espacial en un sentido (desde el HdS hacia a dentro pasa a ser tener un orden temporal, una sucesión de hechos ordenados temporalmente de afuera a adentro. Es decir que es como si uno pasa a ser el otro o que ese orden temporal de eventos sea lo que vaya a ordenar y completar lo que falta en el flujo del tiempo. Parece. Esto no ocurriría sin la curvatura espacio-temporal, eso lo hace ella, si no se «alimenta» no estaría ahí, no crecería el horizonte, no se darían esas cosas así que han de ser parejas. Lo que sea «nutriente» se debería de estirar y ser absorbido a energía de curvatura en su tiempo desde su sistema de referencia en pocos segundos o menos pero este tiempo se ve dilatadísimo desde el voyeur. Si no hay la curvatura no habría el efecto pero el efecto este pero parece haber este efecto y al no quedar más energía que ceder de un fermión que la mínima excitación de los campos necesaria para que exista el fermión debería de ceder esta como última acción. En proceso ordenado cronológicamente de acuerdo al orden temporal de la dirección y sentido radial que sigue el nutriente dentro del HdS y este completando al tiempo que parece detenido desde el Voyeur para que no sea realmente detenido. Como que ese tiempo radial indique el orden temporal en que sucederán las cosas cuando sucedan sobre ese tiempo que parece detenido… Esa es la locura que decía y bueno. Pero claro que la curvatura y el AN ha de estar con sus propiedades o eso no podría considerarse así siquiera. Al perder energía el agujero negro (que sigue hacia afuera) su horizonte se contrae pero su horizonte donde empieza el cambio temporal dentro del mismo, al ganarla se expande. (A la inversa de algo normal con la relatividad especial o una onda en una partícula donde se acortan al ganar energía.. El AN parece hacer lo opuesto pero lo hace el área del horizonte de sucesos) y por tanto cuando algo pille gravitones o lo que sea tomados de la energía del AN y caiga sobre él o emita radiación hawking o se realice una asistencia gravitatoria el AN se contraerá en un orden que es el mismo que esa flecha u orden temporal que marca la dirección radial del nutriente y ceder o poderse tomar de menor a mayor energía cuanto más cerca y el mismo orden cuando se evapora el AN como si el orden temporal de la dirección radial fuera el orden de lo que ha de ocurrir en el tiempo del agujero negro (del horizonte de sucesos pero su evolución futura) visto desde el futuro del voyeur. Como hubieran dos tiempos donde uno completa uno uno el el tiempo de los nutrientes del AN estuvieran suspendidos hasta que les tocara para que el gravitón fuera efectivo pero eso se fuera sumando al tiempo que parece suspendido visto desde el Voyueur… Y se me antoja la energía de curvatura de espacio-tiempo como la onda de una partícula (de muchas realmente) y esa cesión de energía de esta que aportaban los nutrientes a algo externo del HdS como un evento de interacción de una partícula mediada por un gravitones pero la diferencia de velocidad temporal hasta ocurrir lo opuesto a la relatividad especial pero parece que eso es compensado con que una distancia espacial complemente o sustituya la temporal dilatada hasta que parecía detenida en relación al flujo del tiempo de lo que está afuera para el cual es el que existe la curvatura del espacio-tiempo *en su* tiempo (en su velocidad temporal mejor dicho) con lo que no veo en realidad contradicción puesto que está ahí el AN y el horizonte con las propiedades que tocan para el tiempo y momentos del voyeyur.. Pues sí. Suena muy loco. Pero si lo que sale en las ecuaciones es correcto, la cuántica se cumple como conocemos y lo supieramos todo y hubiera de estar ahí me parece que sería la única forma de encajar todas las cosas. Claro que no lo sabemos todo y no tenemos conocimiento real de lo que sucede dentro del AN y es especulativo «ormulación holográfica en la línea de la propuesta AdS/CFT, es que el espaciotiempo no exist» O que sí existe en el sentido de suceder o… Bueno ¿la existencia existe? Eso es filosofía pero estamos de hecho filosofando. El espacio-tiempo es lo que contiene lo que va existiendo o sucediendo por tanto como absoluto no puede ser un ente que exista como los otros existentes sino el ente subsistente y como tal pasar existencia como ente existente o parecido a uno existente ha de ser una dualidad una equivalencia entre un modelo donde no sucedan las cosas y otro equivalente donde sucedan las cosas y la existencia y por tanto el espacio-tiempo. Y los dos modelos modelen la misma realidad. No se. Sobre lo que dices de las dualidades Ds y AdS me motivó alguna pregunta. Una era la del ángulo que formarían dos leptones tipo electrón viajando en paralelo,evidentemente al acercarse también acelerarán y la energía total entre ellos no variará por tanto la energía contenida en su conjunto interpretable como «masa» del sistema no varía pero aceleran uno respecto otro o y deberían de acelerar hasta rebotar (si son de materia o antimateria los dos y aniquilarse si es pareja mixta) y luego tal vez volver a repetir con el tiempo pero ya haciendo parábola. El caso es que el ángulo debería ser mayor de 45º ¿correcto? Al acercarse y acelerar . Y dos fotones, en cambio, deberían de acercarse pero no acelerar puesto que ya van a C hasta acercarse y tal vez traspasarse o quedarse juntitos y el caso es que el ángulo debería ser menor de 45º ¿correcto? Siendo el leptón quien siente el tiempo y ocupa lugar y aunque C la ve como velocidad finita para él es como si estuviera al infinito por más que lo intente metiéndole energía y el fotón ni siente el tiempo ni ocupa lugar, el acercamiento entre los dos no lo siente como el paso de tiempo alguno y si no fuera porque vive en un universo que interaccionará con él y le robará energía podría alcanzar cualquier distancia para él en un tiempo finito o incluso cero aunque no para el fermión. Sabiendo que el universo es Ds me llevó a preguntar si este pudiera vivir cerca da uno AdS de alguna forma este razonamiento que bueno. Ideas puramente especulativas

          5. Cristina, la idea clave sobre el tiempo es que requiere un reloj; un observador lejano no ve el tiempo del observador en caída libre; para ello haya que usar un protocolo, como que el observador en caída envía señales luminosas con cierto ritmo; así, el observador lejano ve que el ritmo de las señales se ralentiza y lo interpreta como la dilatación temporal gravitacional. No hay ningún problema cuando el observador en caída cruza el horizonte, salvo que ninguna de las señales luminosas que emite alcanzará al observador lejano, con lo que para dicho observador lejano la señal de tiempo que recibe se habrá detenido. Pero en ningún caso podrá afirmar que el observador en caída se ha detenido, ni en ningún caso se puede afirmar que dicho observador se ha detenido, ni que su tiempo se haya detenido. No te compliques, es así de sencillo.

            Por otro lado, el tiempo no mide el orden temporal en el que ocurren las cosas; no te equivoques. Tampoco tiene sentido hablar de dos tiempos, como si fueran dos tiempos absolutos, pues no existen los tiempos absolutos; piensa en dos relojes idénticos y en señales luminosas envidas entre dichos relojes para determinar el orden temporal de las cosas. Si lo piensas un poco verás que es trivial, es muy sencillo.

            «Suena muy loco». Lo que suena muy loco es el lío mental que tienes en tu cabeza.

            En cuanto a los dos leptones viajando en paralelo, como tienen carga eléctrica, habrá una fuerza repulsiva entre ellos que les obligará a separarse; si se trata de un leptón y un antileptón habrá una fuerza atractiva que les obligará a acercarse y a aniquilarse mutuamente cuando estén muy próximos. En cuanto al ángulo, pasa lo mismo que con el tiempo; tienes que diferenciar entre el ángulo local (justo en el momento del choque) y el ángulo global (que depende de la trayectoria seguida por los leptones vista desde un observador externo). El ángulo local será de 180 grados, colisionará como si vinieran desde direcciones opuestas; pero el ángulo global dependerá del movimiento relativo del observador externo y del método que use para determinar el ángulo; pero para lo que creo que tienes en mente será de 0 grados. Tus 45 grados no tienen ningún sentido. El caso de dos fotones ya te lo contesté… no se acercan si sus espines son paralelos, y si acercan o se alejan en función de la dirección relativa de dichos espines; pero en caso de que se acerquen su ángulo local es de 180 grados y su ángulo global para lo que creo que tienes en mente también será de 0 grados (no hay ninguna diferencia entre leptones y fotones, salvo por las fuerzas involucradas).

            Finalmente, la pregunta sobre si un universo dS puede «vivir cerca» de un universo AdS es una pregunta sin sentido. Solo hay un universo. Y si hablas de universos burbuja en el multiverso, dichos universos están causalmente desconectados, luego no tiene sentido el concepto de «cerca» (solo aplicable dentro de un universo burbuja).

          6. Aún no he leído la respuesta, Perdón pero después de darle a enviar caí en que al acelerar va cerrando el ángulo como corresponde a los diagramas de curvatura. Esa metida de pata sí ha sido… perdón

          7. «el tiempo no mide el orden temporal en el que ocurren las cosas; no te equivoques. Tampoco tiene sentido hablar de dos tiempos, co» Es que no intento decir ninguna de las dos cosas. perdón. No defiendo ninguna de esas cosas así dichas La idea NO era lo que al final se ha entendido y me voy a rendir porque no lo he conseguido bueno mea culpa. No es eso. No lo de dos tiempos, sino de uno en realidad, no que no se ceda la energía ni. Bueno Parecía bonito pero tal como está en mi cabeza. Lo de los leptones sí he metido la pata pero bien. Me di cuenta después de que claro que al acelerar se cierra el ángulo de acercamiento y acaban como dos fotones al acercarse si no hay otra fuerza entre ellos y no tiene sentido lo de 45º (omití la aceleración, tal cual). Sí, hay un universo tienes razón evidentemente. que suena muy loco es el lío mental que tienes en tu cabeza» me hubiera gustado tener alguna idea de como son esos objetos físicos completa y lo he forzado sobremanera a martillazos como puedes ver. El caso es que no tengo un lio mental en esa idea pero la idea sí es liada de narices. No es la que has entendido en los comentarios o sea la que me has ido expresando pero da igual. Si te doy mis mayores gracias por todo y por lo que se aprende de cualquiera de tus comentarios.

          8. La misma idea expresada de otra forma a ver. La descripción del agujero negro con la masa, carga si tiene y momento angular es la que hace el observador lejano en la medida de su reloj y el AN evoluciona en el tiempo. Cuando algo cae se le dilata extremadamente su tiempo de forma que esos 20 segundos que han de ocurrir esas cosas desde el HdS hasta pillar el centro pueden ser años para el observador lejano. El que se dilate tanto el tiempo al acercarse y entrar en el HdS y se muestre el sentido radial como un único sentido para la causalidad (y los laterales) como si fuera tiempo pues lo que intentaba decir es que debería de ser interpretado que desde que se cede energía propia a la curvatura del espacio-tiempo y algo externo toma de esa energía como una partícula virtual pues que ese tiempo para el tiempo del agujero negro O para lo que se ha tragado el agujero negro NO ha de ser contado. Sí para el observador lejano que mide su tiempo pero para el agujero negro no. La curvatura se expande a C que implica no sentir el tiempo y al estar más cerca del agujero negro el paso del tiempo se siente cada vez menos sin ser cero. Es decir que todo ese rollo dicho de otra forma es la idea de que ese tiempo desde la cesión a la curvatura y la toma de esa energía por algo externo no es sentido y no ha de ser contado y por tanto la información no ha desaparecido sino que estaría en stamby aunque desde afuera sólo lo describamos con 3 parámetros todo. Y lo mismo pero dicho con otras palabras

          9. Cristina, el radio r(M) del horizonte de un agujero negro depende de toda la energía contenida en su interior (el valor total de su parámetro de masa M); si un objeto de masa m entra en el horizonte, dicho horizonte crecerá hasta r(M+m). Te confundes cuando piensas que dicho objeto tiene que transformarse en curvatura cerca de la singularidad para que el horizonte crezca (esto no es así porque sería un proceso no local que incumple con la teoría de la relatividad general). El horizonte es dinámico durante el proceso de entrada del objeto y crece durante dicho proceso, sin importar lo que pase a dicho objeto en su futuro (que se desintegre en energía que acabe en curvatura es irrelevante). En relatividad siempre tienes que pensar a nivel local.

        2. Cristina, el problema de la pérdida de información es sutil. La idea es que la evaporación de un microagujero negro debería ser un fenómeno cuántico en el que todo el microagujero negro tuviera naturaleza cuántica; este es el problema, la fenomenología de Hawking solo es aplicable a agujeros negros macroscópicos que, como es obvio, no son objetos cuánticos. Sin embargo, si la gravitación es cuantizable, un microagujero negro debería serlo y, por tanto, el propio espaciotiempo también debería serlo. En el contexto de la teoría de cuerdas, como candidato a teoría cuántica de la gravitación, un microagujero negro debería ser un objeto cuántico.

          Para un agujero negro macroscópico se espera que pase lo mismo que con un trozo de madera convertido en cenizas; el proceso a nivel microscópico es cuántico, luego toda la información cuántica del trozo de madera debe estar contenida en las cenizas; pero reconstruir a partir de las cenizas el trozo de madera es imposible. Esta es la idea clave que debes recordar.

          1. Es lo que siempre he pensado pero como no se sabe como resolverlo. Porque los campos están ahí o han de estar, y la energía y tal energía no puede excitar medio electrón o lo hace o no lo hace y la energía es conservada en este caso, que las cosas estén cuantizadas y la energía es la que es si todo sigue igual dentro la información derivada de esta situación no puede desaparecer no tiene sentido no… ¿podrías preguntar a Gastón que quiere decir con eso de los agujeros negros teleológicos y traducirnoslo tu para el resto de mortales a ver si nos enteramos bien? Perdona. Precisamente lo te leológico lo interpretaba que Lo del tiempo local es lo que toca pero la cosa es que precisamente a partir del Horizonte de sucesos las cosas sólo tienen sentido de movimiento hacia el centro (y los lados) como si ese sentido fuera temporal aparte que pasado el horzionte el tiempo ha de estar visto desde afuera detenido, y eso indicaría un corte en lo local. Si el AN está ya ahí pero no se hace existente afuera (no puede interaccionar lo de dentro afuera) hasta que se evapora y a medida que se evapora se contrae parecería que lo de dentro para lo que vive afuera está suspendido en el tiempo hasta que cede la energía que toca en cada momento y si bien el espacio-tiempo está curvado cada absorción de energía debería para lo que está afuera debería de estar repartida en el tiempo. O sea que el electrón cediera su energía al espacio-tiempo ocurriría en 20 segundos al entrar y ahí estaría la curvatura pero no se viviría como hecho local afuera hasta que no se tomara por algo afuera en el futuro como si fueran el mismo instante para los dos, el instante del evento de intercambio siendo el intercambio de energía lo que marcara el momento (bueno esa idea de que el tiempo en la función de onda es exógeno y lo ponemos en la interacción cuando sucede el intercambio nosotros cosa que es ajena a la misma) ¿es eso lo que significaría que es un objeto teleolígico? ¿que es como tal en ese volumen pero de forma efectiva en las interacciones es algo que será pero en el futuro cuando pueda ceder energía a algo afuera?

          2. Cristina, «¿podrías preguntar a Gastón …?» Hecho; cuando me conteste, incluyo su respuesta por aquí. «Si el agujero negro está ya ahí, pero no se hace existente afuera…» Cuidado, Cristina, no te equivoques, el agujero negro no es lo que hay dentro del horizonte: el agujero negro es una región de espaciotiempo vacío curvado, tanto la parte externa al horizonte, como la parte interna. Para los objetos fuera del horizonte, lo único relevante es la curvatura fuera del horizonte. Todo lo que haya en el interior es irrelevante.

          3. Pues lo he dicho fatal. El agujero negro (la curvatura) está ahí quería decir que está y más lejos del horizonte de sucesos curvatura en el espacio y en el tiempo. Lo que quería decir es los existentes que estan dentro en su tiempo pero la idea es que no lo estén de forma efectiva afuera salvo por la curvatura sino que lo estarán en el futuro cuando su energía sea tomada del campo gravitatorio por alguna cosa externa y caiga o bien se evapore etc… Perdón porque dicha esa frase así como me la estoy leyendo en la cita está fatal

          4. Cristina, tanto el proceso de Penrose, que extrae energía de un agujero negro en rotación a base de reducir su momento angular, como en la evaporación de Hawking, que extrae energía de un agujero negro a base de reducir su masa (efectiva), lo que cambia es el perfil de curvatura. El perfil de la curvatura para un agujero negro de «masa» M y el de un agujero negro de «masa» M-m es diferente; cuando se extrae una energía de «masa» m de un agujero negro de «masa» M lo que cambia es su perfil de curvatura a uno de «masa» M-m. Si la «masa» m es muy grande, se emitirán ondas gravitacionales en el proceso. Nada más y nada menos. Piensa en curvatura y entenderás por qué el tiempo no juega ningún papel en estos procesos.

            De hecho, no tiene sentido la frase «…están dentro en su tiempo…» No existe un tiempo asociado a una región del espaciotiempo (p.ej. un agujero negro). El tiempo es siempre local (en un punto y su entorno cercano). Por tanto, hay infinitos tiempos asociados a un agujero negro pues hay infinitos puntos en dicha región del espaciotiempo. Hablar de «futuro» o «pasado» para un agujero negro no tiene sentido. Puedes hablar de futuro o pasado para un observador concreto, en su tiempo propio, y para fenómenos que observa (p.ej. lo que ocurre cerca del horizonte de un agujero negro).

          5. o que quería decir es los existentes que estan dentro del Horizote de sucesos en su tiempo pero la idea es que no lo estén de forma efectiva fuera del horizonte de sucesos. Si cuando más escribo peor parezca que lo diga. Ostras…

        3. «vatura cerca de la singularidad para que el horizonte crezca (esto no es así porque sería un proceso no local que incumple con la teoría de la relatividad general» No pienso eso ni que esté en otro tiempo o que se haya de ceder sólo la energía dentro del HdS. Cuando decía orden temporal interno me refería a orden cronológico de como sucederán las cosas en el futuro del tiempo medido afuera y lejos, dentro no es que esté en otro tiempo sino que hay una gran dilatación temporal tal que indica el orden cronológico de como sucederán visto desde afuera y lejos. Tus puntalizaciones vienen de perlas porque muestran lo mal que expreso y se puede entender algo que pretende . Nada. Gracias de corazón

    2. Con respecto a lo que le sucede a un electrón, o cualquier otra partícula, al entrar en un agujero negro me inclino por la versión que defiende Francis . Mi argumento está relacionado con sucesos similares por ejemplo de conversión de unas partículas en otras así como de campos cuánticos que ceden su energía a otros, por ejemplo : un par electrón -positrón al colisionar ceden su energía al campo fotón convertida en 2 fotones gamma ; y así existen muchísimos ejemplos más, por tanto, por qué no es posible que las partículas desaparezcan y cedan su energía al agujero ⚫ haciendo que el tejido espacial se estire en cada evento de captura de materia- energía?

    3. Pues nada. Que me moriré sin llegar a saber que ocurre ahí adentro y un montón de cosas que me gustaría saber. Evidentemente creer que con lo que se tiene a mano haciendo un sodoku con ello se puede llegar a entender como si ya hubiera suficiente y únicamente fuera necesario encajar es un poco de cacao mental. O mucho sobre todo si se es incapaz de expresar la idea y que se entienda con coherencia… Cuando lo mejor que se puede hacer es un desarrollo asintótico apañándolo con renormalización no se. Tal vez esté lejos entender la naturaleza de las cosas y la realidad aunque haya muchísimas más de conocidas que hace 300 años corrigiendo muchas especulaciones de tiempos pasados pero abriendo tal vez la posibilidad a nuevas especulaciones filosóficas para dar ideas que no estén lastradas por preconcepciones del pasado. Yo no creo que sabiendo como de verdad es la realidad más fundamental hasta lo que vemos sea acabar con la física o la ciencia sino que el verdadero inicio de esta y moriré sin haberlo conocido. Y veo que muchísima gente lo suple con creencias religiosas ese «no gustar no saber» o con juegos de palabras de conceptos filosóficos muchos de ellos superados por el conocimiento científico porque el Teorema de Noether de las simetrías es ontología, la invarianza de C para cualquier SR es ontología, el principio de equivalencia, el espacio-tiempo como un éter geométrico como lo denominó Einstein, etc… Prefiero aceptar que no se tiene pero las ganas de entender lo que está fuera de alcance a veces hace dar tumbos. Perdón por los mios Francis pero tal vez me hacía falta soltarlo y leer tus comentarios que tienen siempre detalles relevantes. Y seguro que muchísima gente quiere saber por ahí y se pregunta de todo si no creen que ya lo saben porque la cultura en la que viven les ha dado ya una explicación acomodada. ¿no te gustaría saber que diablos pasa dentro del AN -ojo que no pensaba en dos tiempos ni tiempo detenido dentro sino que cada segundo dentro del HdS fuera mucho tiempo afuera lejos del HdS pero en un orden: primero esto, después esto otro etc- O entender la naturaleza misma de la realidad cual es, si vamos bien con las cuerdas y las nuevas herramientas. Si lo de la gota de espacio que no es del agujero negro pero está dentro con partículas que están entrelazadas a las que son lanzadas afuera en la radiación hawking o lo que sea fuera la correcta o falsa respuesta. De como se forman universos, si el tiempo es finito o infinito hacia atrás, si inicia, que es la indeterminación exactamente o que representa entre magnitudes conjugadas etc .. Me veo como una primate que apenas atisba nada porque apenas es algo más que un chimpancé pero puede aprender y no parar de hacerse preguntas y considerar cosas sin parar, aprender nuevas cosas, reconsiderar volver otra vez … Y una de las cosas más bonitas es precisamente ir entendiendo como es esto del que formamos parte. Este es mi verdadero cacao mental. Gracias Francis

      1. Cristina, la ciencia se construye a base de preguntas, siendo toda respuesta a una pregunta la base de muchas otras preguntas sin respuesta. Así que todos nos moriremos sin llegar a conocer las respuestas a la mayoría de las preguntas científicas que nos interesan (por ejemplo, en física fundamental).

        1. Si se ha entendido en modo global me he expresado mal. Precisamente sólo tiene sentido lo que decía entendido en modo local, sino habría dicho una tontería aún más vgorda, claro. Y precisamente para conservar esta la energía sería contracción del espacio y del tiempo (lo veo relacionado con la conservación de momento y energía, pero si alguien dice que le sujeten el cubata para cuantizar la gravedad a partir de ahí con la parte izquierda de la primera ecuación de campo o ya sea cambiando la métrica me temo que en 30 años aún estará dando vueltas y el cubata tirado, evaporado o bebido por otra persona)

  5. Porque la parte qb->q’t cambia el sabor del quark?
    Tenía la impresión que solo los diagramas de pingüino cambiaban el sabor de los quarks.

    y en la penultima imagen ese diagrama tiene algún nombre? me gustaría googlearlo para ver si consigo (aunque no creo) lograr entender un poco su interpretación

    1. Dabed, la interacción débil (corriente cargada mediada por bosones W) cambia el sabor de los quarks (tipo abajo a tipo arriba). Si te fijas, en los diagramas pingüino también verás un bosón W.

      No entiendo a qué te refieres con «en la penúltima imagen». Si te refieres al diagrama de la evaporación de un agujero negro calculada con métodos numéricos, la fuente son los artículos (que comenté en CB SyR 374 https://francis.naukas.com/2022/07/01/podcast-cb-syr-374-origen-y-fin-del-universo-como-iniciarse-en-la-astronomia-y-preguntas-y-respuestas/): Joseph C. Schindler, Anthony Aguirre, «Algorithms for the explicit computation of Penrose diagrams,» Classical and Quantum Gravity 35: 105019 (25 Apr 2018), doi: https://doi.org/10.1088/1361-6382/aabce2, arXiv:1802.02263 [gr-qc] (06 Feb 2018); Joseph C. Schindler, Anthony Aguirre, Amita Kuttner, «Understanding black hole evaporation using explicitly computed Penrose diagrams,» Physical Review D 101: 024010 (03 Jan 2020), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.024010, arXiv:1907.04879 [gr-qc] (10 Jul 2019).

      1. Ah ok pensé que W solo podía cambiar los quarks en diagramas pingüino y pensaba que los diagramas de Penrose-Carter eran los de la imagen final y que los que yo preguntaba tenían otro nombre, pura confusión mía ya me queda claro, muchísimas gracias.

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