Simulación artística de un agujero negro devorando una estrella. Imagen: NASA

En 1974, Stephen Hawking postuló la existencia de un tipo de radiación que nace en el horizonte de sucesos de los agujeros negros. La teoría es revolucionaria, pero nunca se había podido probar hasta ahora. Un equipo de físicos asegura haber demostrado la existencia de la radiación de Hawking mediante el equivalente a un agujero negro de laboratorio.

Una teoría revolucionaria

La radiación de Hawking tiene su origen en una visita del célebre físico a Rusia, donde dos científicos llamasdos Yákov Zeldóvich y Alekséi Starobinski le demostraron que, por el propio funcionamiento de la mecánica cuántica, los agujeros negros deberían crear y emitir partículas.

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La propuesta era problem√°tica porque, seg√ļn las leyes de la f√≠sica de la √©poca y los propios c√°lculos de Hawking, los agujeros negros no pod√≠an perder masa y hacerse m√°s peque√Īos. El f√≠sico revis√≥ todos sus c√°lculos y lleg√≥ a la conclusi√≥n de que Zeld√≥vich y Starobinski estaban en lo cierto. La propuesta de Hawking para explicar la propuesta de sus colegas rusos es lo que hoy se conoce como radiaci√≥n de Hawking. La hip√≥tesis parte de la existencia de fluctuaciones cu√°nticas en el vac√≠o que surgen como consecuencia del principio de incertidumbre de Heisenberg. Estas fluctuaciones crean pares de materia-antimateria que desaparecen tan pronto como nacen.

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Sin embargo, cuando estos pares nacen en el horizonte de sucesos de un agujero negro, la intensa gravedad hace que esos pares de part√≠culas virtuales se hagan reales. En ese caso, una de las part√≠culas es absorbida por el agujero negro, y la otra se emite hacia el exterior, llev√°ndose consigo parte de la energ√≠a del agujero negro. La hip√≥tesis es tan revolucionaria que si resultara ser cierta sacudir√≠a las bases de la f√≠sica tal y la conocemos. El problema es que la radiaci√≥n que Hawking predijo hace ya m√°s de 40 a√Īos es tan tenue que es imposible de medir con los instrumentos actuales en agujeros negros que est√°n a a√Īos luz de distancia.

Agujeros negros de sonido

Un estudio publicado por Jeff Steinhauer de la Universidad Technion en Haifa, Israel, cree haber dado con la soluci√≥n que corrobora la radiaci√≥n cu√°ntica de Hawking. Para ello, Steinhauer y su equipo han recreado el equivalente a un agujero negro, pero empleando sonido en vez de luz. Tras enfriar helio justo por encima del cero absoluto y batirlo a altas velocidades han logrado crear una barrera infranqueable para el sonido. Este ‚Äúagujero negro‚ÄĚ ha comenzado a emitir part√≠culas cu√°nticas de sonido de la misma manera en la que Hawking predijo que lo hacen sus hom√≥nimos estelares.

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El experimento a√ļn no ha sido corroborado de forma independiente, pero ya ha logrado llamar la atenci√≥n de toda la comunidad de f√≠sicos. Adem√°s, no es el √ļnico que asegura haber encontrado indicios de que Hawking est√° en lo cierto. Simult√°neamente, un segundo estudio publicado en Physical Review Letters asegura haber corroborado la radiaci√≥n de Hawking de otra manera.

Chris Adami y Kamil Bradler de la Universidad del Estado de Michigan aseguran haber desarrollado un modelo matemático que explica uno de los mayores problemas que tiene la radiación de Hawking a lo largo del tiempo: la pérdida de información cuántica.

Interpretación artística de un agujero negro. Imagen: Wikimedia Commons

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A dónde va lo que un agujero negro absorbe

Si Stephen Hawking est√° en lo cierto, los agujeros negros pierden energ√≠a paulatinamente, se hacen m√°s peque√Īos y llegan a esfumarse por completo con el paso del tiempo. El problema es qu√© pasa entonces con toda la informaci√≥n cu√°ntica de lo que el agujero negro se ha tragado.

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La relaci√≥n entre el agujero negro y su campo de radiaci√≥n de Hawking a√ļn no ha podido explicarse porque nos falta una pieza esencial, una teor√≠a unificada de la gravedad cu√°ntica. Adami y Bradler no han formulado esa teor√≠a, pero han creado un modelo mediante superordenadores que reproduce la evoluci√≥n de un agujero negro en el tiempo y han descubierto que la informaci√≥n cu√°ntica, tarde o temprano, es emitida al exterior.

El hallazgo es un paso importante hacia la formulación de una teoría de la gravedad cuántica y supondría también reconocer que la hipótesis de Hawking era cierta. Para la física, es la antesala de llegar a entender cómo funciona el universo. Para Hawking podría ser obtener por fin el reconocimiento de un premio Nobel. [Technion y Physical Review Letters vía The Times]


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