💥 ¡Una explosión de agujero negro podría ser observada en los próximos años!
Los agujeros negros primordiales, por su parte, son objetos teóricos que podrían haberse formado menos de un segundo después del Big Bang, a partir de regiones extremadamente densas del Universo primitivo. A diferencia de los agujeros negros estelares, podrían ser mucho más ligeros y son reliquias antiguas de una época en la que el Universo estaba compuesto principalmente de hidrógeno y helio.
Aunque los agujeros negros son generalmente conocidos por absorber todo lo que les rodea, los físicos han teorizado durante mucho tiempo que eventualmente explotan al final de sus vidas a través de un proceso llamado radiación de Hawking. Anteriormente, se pensaba que tales explosiones ocurrían solo una vez cada 100.000 años. Sin embargo, nuevas investigaciones, publicadas en la revista Physical Review Letters, indican que podríamos presenciar este fenómeno extraordinario mucho antes de lo previsto.
Según Aidan Symons, un estudiante graduado de la Universidad de Massachusetts, existiría hasta un 90 % de probabilidades de observar la explosión de un agujero negro en los próximos diez años, ya que los telescopios actuales, espaciales y terrestres, ya son capaces de detectar tal evento. Los agujeros negros más propensos a explotar no son los restos estelares masivos que usualmente imaginamos, sino más bien los agujeros negros primordiales.
Como demostró el físico Stephen Hawking en 1970, cuanto más ligero es un agujero negro, más caliente se vuelve y emite partículas a través de la radiación de Hawking. Los agujeros negros primordiales, al evaporarse, se vuelven cada vez más ligeros y calientes, emitiendo aún más radiación en un proceso incontrolable hasta la explosión. El avance del equipo de investigación llegó al cuestionar las suposiciones de larga data sobre las propiedades eléctricas de los agujeros negros.
Mientras que los agujeros negros estándar no tienen carga eléctrica, el equipo exploró qué podría suceder si los agujeros negros primordiales se formaran con una pequeña carga eléctrica que involucrara partículas hipotéticas pesadas llamadas "electrones oscuros". Un "electrón oscuro" sería una versión mucho más pesada del electrón tradicional, pero que interactúa a través de "fuerzas electromagnéticas oscuras" en lugar del electromagnetismo ordinario.
Animación que muestra un agujero negro absorbiendo una estrella.
En modelos teóricos llamados QED oscuro, estas partículas portarían una carga eléctrica oscura e interactuarían a través de fotones oscuros, lo que podría afectar el comportamiento de la materia alrededor de los agujeros negros. El equipo postula que si un agujero negro primordial se forma con una pequeña carga eléctrica oscura, debería estabilizarse temporalmente antes de finalmente explotar.
Este efecto de estabilización podría aumentar considerablemente la probabilidad de observar tales explosiones, pasando de una vez cada 100.000 años a potencialmente una vez por década. Una explosión de agujero negro no sería solo un espectáculo impresionante; proporcionaría a los científicos un catálogo de todas las partículas subatómicas existentes.
Esto incluiría no solo las partículas ya descubiertas, como electrones, quarks y el bosón de Higgs, sino también partículas aún no detectadas, quizás incluso la materia oscura. El equipo insiste en que, aunque no garantiza que ocurra una explosión esta década, la alta probabilidad significa que deberíamos prepararnos.
Afortunadamente, nuestra tecnología telescópica actual ya es capaz de detectar los signos reveladores de la radiación de Hawking proveniente de un agujero negro primordial en explosión.
Radiación de Hawking
La radiación de Hawking es un fenómeno teórico propuesto por Stephen Hawking en 1974, que predice que los agujeros negros no son completamente negros sino que emiten una radiación débil debido a efectos cuánticos cerca de su horizonte de eventos. Este proceso conduce a una pérdida de energía y masa del agujero negro, provocando su evaporación gradual en escalas de tiempo extremadamente largas.
Para agujeros negros de masa estelar, esta radiación es insignificante, pero para agujeros negros más ligeros, como los agujeros negros primordiales, se vuelve significativa y puede acelerar su evaporación. La radiación emitida está compuesta por partículas y antipartículas que se forman espontáneamente cerca del horizonte, una cayendo en el agujero negro y la otra escapando.
Este mecanismo permite comprender el destino último de los agujeros negros y podría tener implicaciones para la termodinámica de los agujeros negros y la teoría de la información. Aunque aún no se ha observado directamente, su detección sería una validación mayor de la física cuántica y la relatividad general.
Agujeros negros primordiales
Los agujeros negros primordiales son objetos hipotéticos que podrían haberse formado en los primeros instantes del Universo, poco después del Big Bang, hace aproximadamente 13.800 millones de años. A diferencia de los agujeros negros estelares, no provienen del colapso de estrellas sino de fluctuaciones de densidad en el Universo primitivo, cuando la materia era extremadamente caliente y densa.
Su masa podría variar considerablemente, desde fracciones de gramo hasta miles de masas solares, lo que los convierte en candidatos potenciales para explicar la materia oscura u otros fenómenos cosmológicos. Su formación está relacionada con procesos como la inflación cósmica o las transiciones de fase en el Universo joven.
Si existen, los agujeros negros primordiales podrían detectarse por sus efectos gravitacionales, su evaporación a través de la radiación de Hawking o sus interacciones con otros objetos.