Divulgación Agujeros negros y gravitones

[MatiasRoces]

Se me ha ocurrido una pregunta, a la cual he llegado gracias a la lectura de "Agujeros Negros y Tiempo Curvo" de Kip Thorne. Mi duda es la siguiente:
Segun Thorne, la masa de un agujero negro queda concentrada en la singularidad en su gran mayoría, y dicha masa esta confinada a no intercambiar información. Comprendo el carácter de hipotética esta afirmación ya que nadie ha podido cruzar un horizonte de sucesos y ver que sucede, y de hacerlo se supone tampoco podría transmitir dicha información. Ahora la gravedad si se transmite igual,
entonces mi pregunta es si alguna de las siguientes hipótesis son correctas por consecuencia: los gravitones, o bien son portadoras de la fuerza que viajan a una velocidad mayor a la de la luz, o bien no existen y pueden dejar de buscarlos? La última hipótesis es la que mas me cierra según lo que humildemente se del tema, aunque tambien me choca por que se que varios físicos afirman que en algun momento se podrá dar con dicha partícula y claramente tienen mucha mas idea de lo que estan hablando.
Otra cosa que no se si esta estudiada aun es que la gravedad actúa a enormes distancias pero lo hace instantáneamente?
Se sabe como, hipotéticamente hablando, actuaría un graviton?

Desde ya muchas gracias


P.D.: se pueden colocar etiquetas? He intentado antes pero no se como hacerlo realmente

[Visitante]

Re: Agujeros negros y gravitones

Hola.

Paso a paso...

- Lee el hilo 'Primera onda gravitacional detectada conjuntamente por
LIGO y VIRGO, la GW170814' en Relatividad y Cosmologia.

- La primera onda fue detectada en LIGO (Livingston, Louisiana, USA)...
La misma onda fue detectada en LIGO (Hanfor,Washsinton, USA) con un retraso
de aprox. 8 ms. (milisegundos)...
La misma onda fue detectada en VIRGO (Pisa, Italia) con un retraso de
aprox. 14 ms...

Estos retrasos cuadran bastante bien con una velocidad de propagacion
de las ondas gravitacionales igual a la velocidad de la luz. De acuerdo con
la Relatividad General y desdeluego, nunca, con una velocidad de propagacion
de las ondas gravitacionales (gravitones) igual a infinito.

Un saludo.

[MatiasRoces]

Re: Agujeros negros y gravitones

Muchas gracias, ahora mismo buscare el hilo que mencionas, pero en cuanto a la gravedad, se sabe si la influencia gravitatoria, por poner un ejemplo del sol a la tierra, es instantánea o tarda los 8 minutos que tarda por ejemplo la luz del mismo en llegar hasta la tierra?

[Alriga]

Re: Agujeros negros y gravitones

… en cuanto a la gravedad, ¿se sabe si la influencia gravitatoria, por poner un ejemplo del sol a la tierra, es instantánea o tarda los 8 minutos que tarda por ejemplo la luz del mismo en llegar hasta la tierra?

Ocho minutos. La curvatura del espaciotiempo causada por la energía-impulso se transmite a la velocidad de la luz, observa que “c” aparece explícitamente en las Ecuaciones de Campo de la Relatividad General. La Relatividad General de Einstein (RG) es la manera que tenemos de estudiar la gravedad y es una “teoría clásica” puesto que considera la naturaleza y en concreto el espacio-tiempo, la energía,... como entes medibles de forma continua, (modelizables mediante los números reales) Las Ecuaciones de Campo de la RG dicen:

$\mathbf{G}=\dfrac{8\pi G}{c^4}\mathbf{T}$

En donde G es el tensor de curvatura de Einstein y T es el tensor energía-impulso.

Pero para dimensiones muy pequeñas la RG contradice la Mecánica Cuántica MC, en el sentido que para la MC solo es posible medir en cantidades discretas en algunas magnitudes, siempre aplica el teorema de incertidumbre,…

¿Cuál es la labor de los científicos? Conseguir una teoría cuántica de la gravedad. Pero hasta ahora nadie lo ha conseguido. A partir de aquí lo único que hay son analogías más o menos vagas, entre ellas: si en la descripción cuántica de las otras fuerzas hay bosones portadores de la interacción, la gravedad deberá tener también un bosón portador, vamos a llamarle gravitón.

Por analogía con las otras fuerzas, parece que si el gravitón existe, alguna de sus propiedades serían que debe ser un bosón sin masa (puesto que la gravedad se propaga a la velocidad de la luz) de espín 2, porque la fuente de gravitación es el tensor energía-impulso, un tensor de segundo orden, (comparado con el fotón de espín 1 del electromagnetismo, cuya fuente es el tensor de cuadricorriente, un tensor de primer orden). Además, tengo entendido que se puede demostrar que cualquier campo de espín 2 sin masa daría lugar a una fuerza indistinguible de la gravitación, porque un campo de espín 2 sin masa se acoplaría al tensor energía-impulso de la misma manera que lo hacen las interacciones gravitacionales. Este resultado sugiere que, si se descubriese una partícula de spin 2 sin masa, debe ser necesariamente el gravitón.

El libro “Gravitation” de K.S. Thorne, J.A. Wheeler y C.W. Misner redunda en ello, dice: “… observe que, en cualquier momento del tiempo, una onda gravitacional es invariable bajo una rotación de 180° alrededor de su dirección de propagación. El ángulo análogo para las ondas electromagnéticas ... es de 360°, y para las ondas de neutrinos es de 720°. Este comportamiento está íntimamente relacionado con el espín de las partículas de masa cero asociadas con las versiones cuánticas-mecánicas de estas ondas: los gravitones tienen espín 2, los fotones espín 1, y los neutrinos espín 1/2 ...”

Mira también la interesante explicación de pod aquí: Masa del gravitón

Pero aparte de estas propiedades iniciales (masa 0 y spin 2) del gravitón nada más sabemos, puesto que no tenemos una teoría cuántica de la gravedad, hay muchos intentos de conseguir una: Supercuerdas, Gravedad cuántica de bucles, Twistores, … pero hasta ahora nadie la ha conseguido. Por eso no hay experimentos en curso buscando gravitones, como intenté creo que sin éxito explicarte aquí:

... ¿No tendría sentido preguntárselo desde el momento en que se buscan gravitones? ...

Creo que aquí debes tener un malentendido. Que yo sepa no existe ningún experimento en el mundo de detección directa de gravitones, es decir que en este momento no hay nadie "buscando gravitones". Y es lógico que así sea: mientras no tengamos una teoría cuántica de la gravedad con muchas posibilidades de que sea cierta, no sabremos cuales son todas las propiedades exactas de los gravitones y no sabremos diseñar experimentos para detectarlos directamente…

Como comentario final: toda la Ciencia “gravitacional” en la que están basados LIGO-VIRGO, todas las ecuaciones, simulaciones, deducciones, comprobaciones,… que realizan al analizar las ondas gravitacionales, que nos llegan de las fusiones de agujeros negros o de estrellas de neutrones, las han calculado con tanto acierto exclusivamente a partir de la Relatividad General. No busques en los paper de LIGO la palabra “gravitón”, no aparece porque simplemente no los necesitan, no necesitan para nada una gravedad cuántica que aún no existe, al nivel que LIGO-VIRGO trabajan, con la RG tienen más que suficiente: predice fielmente todas las maravillas que por ahora están observando.

Y como consejo final: no tomes en serio las especulaciones de los libros de divulgación sobre gravitones, a día de hoy podemos decir, (grosso modo por los motivos que te he explicado), que "los gravitones aun no existen” Por lo tanto preguntas de tipo divulgación, "como escapan los gravitones de los agujeros negros" y similares son preguntas que a día de hoy aun no tienen mucho sentido.

Saludos.

[Richard R Richard]

Re: Agujeros negros y gravitones

Segun Thorne, la masa de un agujero negro queda concentrada en la singularidad en su gran mayoría, y dicha masa esta confinada a no intercambiar información.

Mr Kip Thorne can you answer that?

Otra cosa que no se si esta estudiada aún es que la gravedad actúa a enormes distancias pero lo hace instantáneamente?

Instantáneamente nada el límite es la velocidad de la luz... por ahora es así.

Se sabe como, hipotéticamente hablando, actuaría un graviton?

No se si has tenido oportunidad de leer este hilo, en el que me preguntaba hace tiempo cosas similares https://forum.lawebdefisica.com/thre...-gravit%C3%B3n

obien lee algo en
https://es.wikipedia.org/wiki/Gravit%C3%B3n
https://francis.naukas.com/2010/07/1...-del-graviton/

P.D.: se pueden colocar etiquetas? He intentado antes pero no se como hacerlo realmente

Busca debajo de este hilo y veras una sección de etiquetado, a la derecha tienes un botón de "añadir/editar etiquetas", a mi me aparece pues soy etiquetador colaborador, no recuerdo si yu ya tienes como usuario principiante esos privilegios. Si es así te aparece un pequeño cuadro de texto donde puedes colocar las que te parezcan oportunas, pero puedes elegir las que te ofrece el autorrellenado con las sugerencias previamente incorporadas ya en el foro, para no generar sinónimos , plurales o abreviación es innecesarias, y con la misma etiqueta encontrar los temas relacionados.

[MatiasRoces]

Re: Agujeros negros y gravitones

Gracias a todos. Muy esclarecedores. Comprendo perfectamente que el graviton es hipotético, y que sale de que segun la teoría cuantica de campos, la gravedad es un campo y cada campo deberia tener su boson portador, lo q no sabia es que nadie estaba buscandolo. Aun asi hasta donde lei no es Kip Thorne el que menciona a los gravitones sino yo. Es un tema que me retumba en la cabeza, será que espero con ansias que se encuentre la teoria que pueda explicar la gravitación cuantica para poder "amigar" la TGR y la TCC. De nuevo millones de gracias