La naturaleza del universo siempre ha sido un profundo misterio para la humanidad. De la teoría de gran explosión Hasta los descubrimientos del ondas gravitacionalesCada avance nos acerca más a comprender las reglas que rigen el cosmos. Pero, ¿Y si esas reglas no fueran tan estrictas como pensábamos? Un hallazgo reciente sugiere que algunas de estas reglas, como La simetría especular del universo, Podrían entrar en circunstancias extremas.
En un estudio dirigido por el Dr. Juan Calderón Bustillo y publicado en Cartas de revisión físicaLos investigadores encontraron la primera evidencia experimental de Ruptura de la simetría especular en el universo.. Este descubrimiento, basado en el análisis de 47 fusiones de agujeros negros detectadas por Ligo y VirgoTiene profundas implicaciones para nuestra comprensión del cosmos y sugiere que fenómenos como la polarización circular de las ondas gravitacionales podrían ser mucho más comunes de lo que se pensaba.
Desde que fueron detectados por primera vez en 2015, ondas gravitacionales Han transformado la astrofísica. Estas perturbaciones en el espacio-tiempo, predichas por Albert Einstein, ocurren en eventos catastróficos como la fusión de agujeros negros. Son herramientas únicas para explorar el universo.ya que transportan información sobre sus fuentes, incluyendo sus masas, velocidades y propiedades dinámicas.
Un aspecto interesante de las ondas gravitacionales es su polarizaciónque puede ser derecha o izquierda, algo similar a cómo la luz puede polarizarse en direcciones específicas. En sistemas con órbitas precesantes (es decir, con un bamboleo en la trayectoria), esta polarización puede inclinarse hacia un lado, rompiéndose lo que se conoce como simetría de espejo. Este fenómeno abre la puerta a explorar configuraciones no convencionales de fusiones de agujeros negros, especialmente aquellas influenciadas por su formación jerárquica.
Por otro lado, las ondas gravitacionales no sólo revelan la dinámica de los objetos que las producen, sino que también pueden actuar como una ventana hacia las propiedades fundamentales del universo. Es esta capacidad la que los convierte en un elemento clave para descubrir fenómenos como el recientemente observado. Exceso de polarización circular.
El equipo de Calderón Bustillo analizó las ondas gravitacionales emitidas por 47 eventos de fusión de agujeros negros y descubrió que uno de ellos, GW200129presentó una clara ruptura de la simetría especular. Este evento mostró un exceso de polarización circular en una dirección concreta, algo que nunca se había observado directamente.
Lo más sorprendente es que, según el estudio, Al menos el 82% de los eventos analizados también deben romper esta simetríaaunque la evidencia individual de cada uno es menos concluyente. Este resultado plantea preguntas fascinantes sobre la formación de agujeros negros y su dinámica. Según los autores, estos hallazgos sugieren que muchas fusiones tienen órbitas precesantes, lo que está relacionado con la Formación jerárquica de agujeros negros.: sistemas formados por múltiples generaciones de fusiones anteriores.
GW200129 destaca por algo más que su asimetría: es Uno de los pocos eventos donde se han observado signos claros de precesión orbital.. Este detalle refuerza la idea de que las fusiones más complejas son también aquellas que contienen información clave sobre procesos extremos en el universo.
Para detectar esta ruptura de simetría, los investigadores utilizaron un parámetro llamado Vgwque mide la cantidad neta de polarización circular en ondas gravitacionales. Esto se deriva del llamado escalar chern-pontryagin, una herramienta matemática que cuantifica la asimetría en el espacio-tiempo.
El análisis incluyó datos de observatorios. Ligo y Virgocon modelos de simulación avanzados que recrean la evolución de los sistemas de agujeros negros en condiciones predominantes. Estos modelos permitieron correlacionar la polarización con propiedades intrínsecas de las fusiones, como las masas y giros de los agujeros negros involucrados.
El uso de técnicas de inferencia bayesiana permitió establecer un factor bayesiano significativo para GW200129, indicando una probabilidad del 93,1% de que su emisión rompiera la simetría del espejo. Este enfoque es pionero en el estudio de la polarización circular. y representa un avance en cómo interpretamos las señales gravitacionales a nivel cosmológico.
este descubrimiento podría revolucionar la forma en que entendemos el universo. Primero, desafiar al principio cosmológicoque sostiene que el universo debe ser homogéneo e isotrópico en grandes escalas. Si las fusiones de agujeros negros muestran una preferencia por una polarización específica, esto podría indicar que el universo tiene propiedades no simétricas en su estructura fundamental.
Por otro lado, los autores sugieren que estas asimetrías podrían estar relacionadas con fenómenos cuánticoscomo la emisión de partículas polarizadas desde el vacío cuántico, algo similar a la radiación de Hawking. Según el coautor Dr. Adrián del Río, “En un estudio anterior, demostramos que los fusibles con asimetría de espejo podrían generar una emisión neta de fotones polarizados desde el vacío cuántico, a través de un proceso similar a la radiación de Hawking. Nuestro estudio ha identificado la primera fuente viable, GW200129, que puede producir este efecto.“.
Posibles conexiones con el Severidad cuántica Y la estructura del universo sugiere que apenas estamos comenzando a descubrir los secretos que pueden revelar las ondas gravitacionales. Este hallazgo abre una ventana a una física completamente nueva.
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