¿Podría el horizonte de sucesos de un agujero negro actuar de barrera dimensional al menos en un sentido de paso?

Tan pronto atraviesas el horizonte de eventos de un agujero negro ya no hay escape en la dirección opuesta: no puedes volver al exterior. Los textos lo definen como una membrana que se cruza en una única dirección.

Clásicamente, un agujero negro es una región del espacio-tiempo que ha cortado comunicación con el universo externo. El horizonte de eventos es la entrada sin retorno a esa oscura zona, es la frontera. Pero la relatividad general nos dice que nada especial pasará al atravesar esa barrera. No hay un fenómeno especial que te indique que has cruzado la línea de no retorno. Sólo notarás que a medida que caes hacia la singularidad central, la fuerza de gravedad se hace cada vez más potente y, más temprano que tarde, te destruirá.

En cuanto a si los agujeros negros son portales a otros universos, es un tema que se debate pero no se toma en serio. Lo que sucede es que si estudias lo que denominamos la extensión analítica máxima de una métrica, ésta contiene regiones que son como imágenes especulares de nuestro universo. Lo de máximo implica que incluye todas las posibles trayectorias de las partículas (geodésicas) que se pueden mover, o no, en dichas regiones del espacio-tiempo.

Uno de los principios básicos de la relatividad general es que puedes elegir cualquier sistema de referencia para describir los procesos naturales.

Cuando se descubrió la solución de Schwarzschild, el primer agujero negro, se usaron coordenadas (sistemas de referencia) que sólo servían para explorar una parte del espacio-tiempo que describía. No había un sistema de coordenadas que nos permitiera explorar el interior de manera exhaustiva.

Más tarde, los físicos descubrieron varios sistemas de referencia que nos permiten explorar a nuestro antojo el agujero negro de Schwarzschild, tanto su exterior como su interior.

La gráfica nos muestra la extension analítica máxima de la métrica de Schwarzschild (EAMMS). Las regiones I y II corresponden al exterior e interior del agujero negro, respectivamente. Las regiones IV y III a interior y exterior de un agujero blanco.

Puedes entrar pero jamás salir de un agujero negro. Si vemos las cosas a la inversa, puedes salir pero jamás entrar a un agujero blanco.

Los agujeros blancos no existe en nuestro universo. En lugar de tragar materia, la expiden en una única dirección. Sería como crear materia espontáneamente de la nada. Violaría las leyes de este universo.

Lo cierto es que sólo se conoce el proceso de colapso gravitatorio de una estrella masiva que conduce a la formación de un agujero negro.

Ahora bien, ¿dónde estaría localizado un agujero blanco, hipotéticamente? Lo que nos dice la EAMMS es que existiría en otro universo, como vemos debajo, en el diagrama de Penrose.

Pero el caso del agujero negro de Schwarzschild es el más sencillo. Hay otras extensiones analíticas que engendran no un solo universo paralelo, sino infinidad de ellos.

Un ejemplo es la métrica de Kerr, que describe un agujero negro con rotación.

El diagrama nos muestra el interior de la métrica de Kerr. Apreciamos como alternan los agujeros negros y blancos, y al mismo tiempo los supuestos universos paralelos. Incluso, hay trayectorias que nos pueden llevar de uno a otro si tenemos la dicha de evitar la singularidad central, en forma de anillo, típica de este hoyo negro.

Lo cierto es que el problema debe enfocarse desde otra óptica, para entenderse. La naturaleza y la matemática aparentan tener una alianza entre ellas, que implica una ciega confianza en los humanos: asumen que, llegado el momento, sabremos distinguir cuándo hay que tomar la decisión correcta. Un ejemplo es la extracción de la raíz cuadrada del área de un cuadrado, para hallar el lado. Matemáticamente, si somos rigurosos, debemos considerar los dos signos, el positivo y el negativo. Pero no hay longitudes negativas, de manera que nos quedamos con el signo positivo. De igual forma, retenemos nuestra parte del universo, y descartamos a los demás. Tomamos la decisión más razonable.

Hay un fenómeno en donde queda plenamente al descubierto la gran ilusión de los universos paralelos que supuestamente se esconden detrás de un horizonte de eventos. En el cálculo de la radiación de Hawking se considera la extensión analítica máxima de la métrica de Schwarzschild, pues el interior es importante. Pero como un agujero blanco no es realista, sólo se utiliza el diagrama de Penrose correspondiente al colapso de una estrella para formar un agujero negro; es decir, sólo se contempla nuestro universo, como muestra la figura.

El efecto Hawking parece indicar que todo lo que ha entrado en el agujero es emitido de nuevo al exterior, en forma de radiación. El proceso es débil y dura billones de años para un hoyo negro típico. Pero finalmente debe estallar, cuando emite las últimas partículas, en forma de una gran emisión de rayos gamma.

Los estudios fundamentales sobre agujeros negros implican que toda la materia que cae en ellos debe ser devuelta a nuestro universo, pues de esta manera no se violentan las leyes fundamentales de la naturaleza. Los demás universos que las extensiones analíticas nos permiten vislumbrar, son realmente vistos como ilusorios.