Científicos logran simular un agujero negro en un tanque de agua

Ciertos fenómenos en los agujeros negros, inobservables investigaciones astronómicas, pueden estudiarse mediante una simulación de laboratorio en un tanque lleno de agua.

Esto es posible debido a una peculiar analogía entre los procesos que son característicos de los agujeros negros y los procesos hidrodinámicos.

 El denominador común es la similitud de la propagación de la onda en ambos casos. Esta posibilidad se explora en un nuevo artículo publicado en Physical Review Letters. El físico Maurício Richartz, profesor de la Universidad Federal de ABC (UFABC) en Brasil, es uno de los autores del artículo, producido por el grupo de Silke Weinfurtner en la Escuela de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Nottingham. 

"Si bien este estudio es completamente teórico, también hemos realizado simulaciones experimentales en el laboratorio de Weinfurtner", dijo Richartz, citado por FAPESP. "El aparato consiste básicamente en un tanque de agua grande que mide 3 metros por 1,5 metros. El agua fluye hacia afuera a través de un drenaje central y se bombea nuevamente hacia adentro, de modo que el sistema alcanza un punto de equilibrio en el que la cantidad de entrada es igual a la cantidad de flujo de salida. Simulamos un agujero negro de esta manera".

 El flujo de agua se acelera a medida que se acerca al desagüe. "Cuando producimos ondas en la superficie del agua, obtenemos dos velocidades importantes: la velocidad de propagación de la onda y la velocidad del flujo de agua en general", dijo. Lejos del drenaje, la velocidad de la onda es mucho mayor que la velocidad del fluido, por lo que las ondas pueden propagarse en cualquier dirección. Sin embargo, la situación es diferente cerca del drenaje. La velocidad del fluido es mucho mayor que la velocidad de la onda, por lo que las ondas son arrastradas hacia abajo por el el flujo de agua, incluso cuando se propagan en la dirección opuesta. 

Así es como se puede simular un agujero negro en el laboratorio. En un agujero negro astrofísico real, su atracción gravitacional captura la materia y evita que se escapen ondas de cualquier tipo, incluidas las ondas de luz. En el simulacro hidrodinámico, las ondas en la superficie del fluido no pueden escapar del vórtice que se forma. En 1981, el físico canadiense William Unruh descubrió que la similitud entre los dos procesos, un agujero negro y un simulacro hidrodinámico, era más que una simple analogía. Con algunas simplificaciones, las ecuaciones que describen la propagación de una onda en la vecindad de un agujero negro son idénticas a las que describen la propagación de una onda en el agua que fluye por un desagüe