Según una famosa teoría de Stephen Hawking, los agujeros negros se evaporan con el tiempo, perdiendo masa gradualmente en forma de un extraño tipo de radiación a medida que el horizonte de sucesos causa estragos en los campos cuánticos circundantes.
Pero resulta que, después de todo, el dramático precipicio de un horizonte de sucesos puede no ser tan crítico para este proceso. Según una nueva investigación de los astrofísicos Michael Wondrak, Walter van Suijlekom y Heino Falcke de la Universidad de Radboud en los Países Bajos, una pendiente lo suficientemente pronunciada en la curvatura del espacio-tiempo podría hacer lo mismo.
Esto significa que la radiación de Hawking, o algo muy similar, puede no estar limitada a los agujeros negros. Podría estar en todas partes, lo que significa que el Universo se está evaporando muy lentamente ante nuestros propios ojos.
“Lo demostramos”, Wondrak dice“además de la conocida radiación de Hawking, también existe una nueva forma de radiación”.
La radiación de Hawking es algo que nunca hemos podido observar, pero la teoría y los experimentos sugieren que es plausible.
Aquí hay una explicación muy simplificada de cómo funciona. Si sabes algo acerca de los agujeros negros, es probable que sean aspiradores cósmicos, absorbiendo gravitacionalmente todo lo que se encuentra a su alrededor, con una finalidad inexorable, ¿verdad?
Bueno, ese es más o menos el caso, pero los agujeros negros no tienen más gravedad que cualquier otro cuerpo de masa equivalente. Lo que tienen es densidad: mucha masa empaquetada en un espacio muy, muy pequeño. Dentro de cierta proximidad de ese objeto denso, la atracción gravitacional se vuelve tan fuerte que la velocidad de escape, la velocidad necesaria para escapar, es imposible. Ni siquiera la velocidad de la luz en el vacío, lo más rápido del Universo, es suficiente. Esa proximidad se conoce como el horizonte de sucesos.
Hawking demostró matemáticamente que los horizontes de eventos podrían interferir con la compleja mezcla de fluctuaciones ondulando a través del caos de los campos cuánticos. Las ondas que normalmente se cancelarían ya no lo hacen, lo que lleva a un desequilibrio en las probabilidades que produce nuevas partículas.
La energía dentro de estas partículas generadas espontáneamente está vinculada directamente al agujero negro. Los diminutos agujeros negros verían cómo se forman partículas de alta energía cerca del horizonte de sucesos, lo que arrastraría rápidamente grandes cantidades de energía del agujero negro y haría que el objeto denso se desvaneciera rápidamente.
Los grandes agujeros negros brillarían con una luz fría de formas que serían difíciles de detectar, lo que provocaría que el agujero negro perdiera gradualmente su energía como masa durante un tiempo mucho más prolongado.
A Un fenómeno muy similar ocurre hipotéticamente en los campos eléctricos. Conocido como el efecto Schwinger, las fluctuaciones lo suficientemente fuertes en un campo cuántico eléctrico pueden alterar el equilibrio de las partículas virtuales de electrones y positrones, lo que hace que algunas surjan. Sin embargo, a diferencia de la radiación de Hawking, el efecto Schwinger no necesitaría un horizonte, solo un campo increíblemente poderoso.
Preguntándose si había una forma de que aparecieran partículas en el espacio-tiempo curvo que fuera análoga al efecto Schwinger, Wondrak y sus colegas reprodujeron matemáticamente el mismo efecto bajo una variedad de condiciones gravitatorias.
“Mostramos que mucho más allá de un agujero negro, la curvatura del espacio-tiempo juega un papel importante en la creación de radiación”. van Suijlekom explica. “Las partículas ya están separadas allí por las fuerzas de marea del campo gravitatorio”.
Cualquier cosa adecuadamente masiva o densa puede producir una curvatura significativa del espacio-tiempo. Básicamente, el campo gravitatorio de estos objetos hace que el espacio-tiempo se deforme a su alrededor. Los agujeros negros son el ejemplo más extremo, pero el espacio-tiempo también se curva alrededor de otras estrellas muertas densas, como las estrellas de neutrones y las enanas blancas, así como de objetos extremadamente masivos, como los cúmulos de galaxias.
En estos escenarios, los investigadores encontraron que la gravedad aún puede afectar las fluctuaciones en los campos cuánticos lo suficiente como para dar lugar a nuevas partículas muy similares a la radiación de Hawking, sin requerir el catalizador de un horizonte de eventos.
“Eso significa que los objetos sin un horizonte de eventos, como los restos de estrellas muertas y otros objetos grandes en el Universo, también tienen este tipo de radiación”. Falcke dice.
“Y, después de un período muy largo, eso llevaría a que todo en el Universo finalmente se evaporara, al igual que los agujeros negros. Esto cambia no solo nuestra comprensión de la radiación de Hawking, sino también nuestra visión del Universo y su futuro”.
Sin embargo, no tienes nada de qué preocuparte en el futuro inminente. Se necesitaría un agujero negro de la masa del Sol (con un diámetro de horizonte de eventos de solo 6 kilómetros o 3.7 millas, por cierto) 1064 años evaporarse
Tenemos tiempo que matar antes de que todos desaparezcamos en una fría bocanada de luz.
La investigación ha sido publicada en Cartas de revisión físicay está disponible en arXiv.