Tuesday, May 1, 2018

Gravedad cuántica dentro y fuera de agujeros negros

Tuesday, Apr 3rd

Hal Haggard, Bard College
Title: Quantum Gravity Inside and Outside Black Holes 
PDF of the talk (5M)
Audio+Slides of the talk (19M)
Por Jorge Pullin, Louisiana State University


Esta plática tuvo dos partes bien diferenciadas. La segunda trató acerca de agujeros negros que explotan formando agujeros blancos. Hemos tratado este tema en el blog en el pasado y los nuevos resultados son un poco técnicos para una nueva actualización, primariamente un mejor control del tiempo que toma el proceso, así que no los discutiremos aquí.

La primera parte tuvo que ver con que aspecto tendría el interior de un agujero negro en una teoría cuántica. Los agujeros negros son regiones del espacio-tiempo de las que nada puede escapar y están rodeados por una superficie esférica llamada el horizonte. Cualquier cosa que vaya más allá del horizonte nunca podrá escapar del agujero negro. Los agujeros negros se forman cuando las estrellas agotan su combustible nuclear y comienzan a contraerse bajo la atracción de la gravedad. Eventualmente la gravedad se vuelve tan intensa para que nada pueda escaparla y se forma un horizonte.

El interior del horizonte es drásticamente distinto si el agujero negro tiene rotación o no. Si no rota, todo lo que cae en el agujero negro es aplastado en la singularidad central donde presumiblemente se concentra toda la materia de la estrella que lo formó. Si el agujero negro tiene rotación, la estructura es más compleja y la materia que cae puede evitar golpear la singularidad y puede pasar a otras regiones del espacio-tiempo dentro del agujero negro.

Esto abre la pregunta: qué pasa con todo esto en una teoría cuántica de la gravedad. Presumiblemente un estado que representa un agujero negro no-rotante consistirá de una superposición de agujeros negros con rotación con un pico alrededor de la rotación cero, pero incluyendo contribuciones de agujeros negros con rotación pequeña. Como se ve entonces el interior de un agujero negro cuando consiste de una superposición de agujeros negros rotantes? Esta es una pregunta interesante dado que el interior de los agujeros rotantes es tan distinto del de sus parientes no rotantes.

La plática concluye que el interior resultante se parece al de un agujero negro no rotante. La observación central es que uno no puede confiar en la teoría clásica en todo el camino hacia la singularidad y eso lleva a la superposición a tener curvaturas grandes donde uno hubiera esperado que estuviera la singularidad del agujero no rotante.

Perturbaciones cosmológicas en términos de observables y relojes físicos

Tuesday, Apr 17th

Kristina Giesel, FAU Erlangen-Nürnberg
Title: Gauge invariant observables for cosmological perturbations 
PDF of the talk (8M)
Audio+Slides of the talk (15M)

Por Jorge Pullin, LSU


Cuando uno se apresta a cuantizar la relatividad general algo inusual ocurre. Cuando uno construye una cantidad importante para describir la evolución, el Hamiltoniano, el mismo se anula. Lo que el formalismo nos quiere decir es que dado que en relatividad general uno puede elegir coordenadas arbitrarias, la coordenada t que uno normalmente asocia con el tiempo es arbitraria. Eso quiere decir que la evolución descripta por la misma es arbitraria.

Por supuesto que esto no quiere decir que la evolución predicha por la relatividad general es arbitraria. Es simplemente que uno elige describirla en términos de una coordenada que es arbitraria. Entonces, cómo se hace para obtener la parte invariante de la evolucion? Basicamene uno tiene que construir un reloj a partir de cantidades físicas. Luego uno pregunta cómo evolucionan otras variables en términos de la variable del reloj. Esta información relacional entre las variables es independiente de coordenadas y por ende caracteriza la evolución de un modo invariante.

La teoría de perturbaciones cosmológicas es una aproximación en la cual uno supone que el universo a gran escala es homogéneo e isótropo más pequeñas perturbaciones. Uno procede a desarrollar en serie las ecuaciones de Einstein quedándose con los primeros términos en las pequeñas perturbaciones. Eso hace las ecuaciones mucho más manejables. Hasta ahora la mayor parte de los estudios de perturbaciones cosmológicas fueron hechas en términos de coordenadas, en particular la evolucion se describe en términos de una coordenadas t. Esta plática discute como formular la teoría de perturbaciones cosmológicas en términos de relojes físicos y cantidades observables