La teoría más famosa de Stephen Hawking sobre los agujeros negros acaba de recibir una actualización. La nueva teoría afirma que todo en el universo está destinado a evaporarse lentamente. En 1974, Hawking propuso que los agujeros negros se evaporarían perdiendo lo que hoy se conoce como radiación de Hawking. Es un drenaje lento e implacable de energía en forma de partículas de luz que se forman alrededor de los campos gravitacionales inmensamente poderosos de los agujeros negros.
La nueva actualización de la teoría sugiere que la radiación de Hawking no solo se crea robando energía de los agujeros negros, sino de todos los objetos con masa suficiente. Si la teoría es cierta, significa que todo en el universo eventualmente desaparecerá, liberando energía en forma de luz.
Radiación de Hawking
“Esto significa que los objetos sin un horizonte de sucesos, como los restos de estrellas muertas y otros objetos grandes en el universo, emiten este tipo de radiación”, dijo el autor principal Heino Falcke (ref.), profesor de astrofísica en la Universidad de Radboud. “Y después de un período muy largo, esto llevaría a la evaporación de todo en el universo, al igual que los agujeros negros. Esto no solo cambia nuestra comprensión de la radiación de Hawking, sino también nuestra visión del universo y su futuro”.
Los investigadores publicaron sus hallazgos el 2 de junio en la revista Physical Review Letters (ref.) Según la teoría cuántica de campos, no existe el vacío. El espacio rebosa de pequeñas vibraciones que, con suficiente energía, explotan al azar en partículas virtuales, produciendo paquetes de luz de energía extremadamente baja, o fotones.
En 1974, Hawking predijo que la fuerza gravitacional en el horizonte de eventos de los agujeros negros haría que los fotones existieran de esta manera. La gravedad, según la teoría general de la relatividad de Einstein, distorsiona el espacio-tiempo. Los campos cuánticos se deforman a medida que se acercan a la inmensa atracción gravitacional de la singularidad de un agujero negro.
¿Este fenómeno solo ocurre con los agujeros negros?
Debido a la incertidumbre de la mecánica cuántica, Hawking afirmó que estas discrepancias energéticas hacen que los fotones aparezcan en el espacio deformado alrededor de los agujeros negros. Si luego las partículas escapan del agujero negro, a lo largo de un tiempo muy largo, eventualmente perderían toda su energía y desaparecerían.
Si un campo gravitacional es todo lo que se necesita para producir fluctuaciones cuánticas y fotones, ¿qué impide que cualquier objeto con masa cree radiación de Hawking? ¿La radiación de Hawking necesita un horizonte de sucesos, o puede producirse en cualquier lugar del espacio, lo que significa que el universo entero está destinado a evaporarse? Para responder a estas preguntas, los autores del estudio analizaron la radiación de Hawking a través de un proceso llamado efecto Schwinger. Teóricamente, la materia puede ser generada por las poderosas distorsiones causadas por un campo electromagnético.
De esta manera, los físicos teóricos crearon un modelo matemático que reproducía la radiación de Hawking en espacios que experimentaban una gama de intensidades de campo gravitacional. Según su teoría, no es necesario un horizonte de sucesos para que la energía escape lentamente de un objeto masivo en forma de luz. El campo gravitacional del objeto puede lograrlo por sí mismo.
Especulación a la espera de confirmación
“Más allá de un agujero negro y de la curvatura del espacio-tiempo, todos los demás objetos juegan un papel importante en la creación de radiación”, dijo Walter van Suijlekom. “Las partículas ya están separadas, más allá del agujero negro, de las fuerzas de marea del campo gravitacional”.
Lo que realmente significa la teoría de los investigadores aún no está claro. Quizás la materia que compone las estrellas y los planetas envejeciendo sufra una transición energética hacia un estado completamente nuevo de energía ultrabaja. Esto podría ser suficiente para colapsar la materia en agujeros negros, que continuarían produciendo lentamente luz hasta que desaparezcan sin dejar rastro.
Desafortunadamente o afortunadamente, todo esto es solo especulación a la espera de confirmación. Para comprender si el universo está destinado a evaporarse, los físicos deberán detectar la radiación de Hawking producida alrededor de objetos gravitacionalmente densos como agujeros negros, planetas, estrellas o estrellas de neutrones. Si todo está destinado a desaparecer en un destello de luz fría, tendrán muchos lugares donde buscar.