Investigar Mediante Neutrinos a los Rayos Cósmicos Más Energéticos

A todos nos cae constantemente una lluvia de restos de rayos cósmicos que colisionan con átomos en la atmósfera. Los rayos cósmicos no son realmente rayos, son chorros de partículas. De ellas, el noventa por ciento son protones, los núcleos de átomos de hidrógeno y, la mayor parte del resto son núcleos más pesados, incluyendo hierro. Algunos se originan en nuestro propio Sol, pero la mayoría provienen de mucho más lejos: de otras regiones de la Vía Láctea o incluso de fuera de ella.
Tal como indica Spencer Klein, de la División de Ciencia Nuclear del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, los rayos cósmicos más energéticos son los más raros y constituyen el mayor misterio.
Como protones, poseen cerca de 40 millones de veces más energía que los protones acelerados en el LHC. Con la tecnología actual, necesitaríamos construir un acelerador alrededor del Sol para producir protones con tal energía. No sólo desconocemos cómo funcionan esos aceleradores cósmicos, sino que además ignoramos dónde están.
Pese a todo, esos rayos cósmicos de alta energía no pueden provenir de muy lejos. Ello se debe a que con la distancia recorrida los rayos cósmicos van perdiendo energía. Los observados no deben proceder de más lejos que unos 225 millones de años-luz de distancia de la Tierra.
En todo ese volumen de espacio "cercano", no ha sido posible identificar claramente las fuentes capaces de producir tales núcleos atómicos de alta energía.
Una pista del origen de los rayos cósmicos de más alta energía son los neutrinos que producen cuando interactúan con los fotones de microondas cósmicas que los desaceleran.
El problema de estudiar neutrinos es lo muy difícil que resulta detectarlos, especialmente los que son producidos por eventos raros. Localizar neutrinos generados por rayos cósmicos de energía ultraelevada requiere de un detector que cubra un área enorme.
A diferencia de otros detectores de neutrinos, el enorme telescopio de neutrinos que se construye bajo el hielo en el Polo Sur, ARIANNA, no necesita kilómetros de rocas o la propia Tierra para filtrar eventos de fondo. Eso se debe a que el ARIANNA buscará un tipo inusual de señal de neutrinos.
El ARIANNA observará la lluvia de electrones, positrones y otras partículas producidas en el momento en que un neutrino interactúa en el hielo que está debajo de los detectores del ARIANNA.
En lugar de longitudes de ondas ópticas, el ARIANNA observa la radiación de Cherenkov a longitudes de onda de radio; la fuerza de la señal de radio es proporcional al cuadrado de la energía del neutrino que dio origen a la misma. Para capturar estas señales, el ARIANNA utilizará antenas de radio enterradas en la nieve encima del hielo.

¿Está Nuestro Universo Dentro de un Agujero Negro Ubicado en un Universo Mucho Mayor?

¿Se halla nuestro universo en el interior de un agujero de gusano que a su vez forma parte de un agujero negro que se encuentra dentro de un universo mucho más grande?
Tras realizar un profundo análisis mediante modelación matemática euclidiana, el físico teórico Nikodem Poplawski, de la Universidad de Indiana en Bloomington, ha llegado a la conclusión de que todos los agujeros negros podrían albergar agujeros de gusano, en cuyo interior existirían universos creados en el mismo momento que sus agujeros negros.
Eso sugiere un escenario en el cual el universo nace desde el interior de un agujero de gusano (también conocido como puente de Einstein-Rosen).
Sólo es posible ver el exterior de un agujero negro. El interior no puede ser observado a menos que un observador entre o resida en su interior. Poplawski argumenta que esta condición puede ser satisfecha si nuestro universo está en el interior de un agujero negro que a su vez exista en un universo más grande. Dado que la teoría general de la relatividad de Einstein no elige una orientación del tiempo, si un agujero negro puede formarse a partir del colapso gravitacional de la materia a través de un horizonte de sucesos en el futuro, entonces el proceso inverso también es posible. Este proceso podría describir la explosión de un agujero blanco: materia emergiendo de un horizonte de eventos en el pasado, como el universo en expansión.
Un agujero blanco está conectado a un agujero negro por un puente de Einstein-Rosen (agujero de gusano) y es hipotéticamente la versión inversa en el tiempo de un agujero negro. Poplawski sugiere que todos los agujeros negros astrofísicos pueden tener puentes de Einstein-Rosen, cada uno con un nuevo universo en su interior que se formó simultáneamente con el agujero negro.
De ello se deduce que nuestro universo podría haberse formado en el interior de un agujero negro existente dentro de otro universo.