sábado, 18 de abril de 2009

¿Cómo pueden evaporarse los agujeros negros?


A un amigo, aficionado al saber científico, le escuché el siguiente razonamiento: cuando se postuló la existencia de los agujeros negros, los físicos aseguraban que nada podía escapar de ellos, pero, posteriormente, Stephen Hawking demostró que emitían radiación. Las teorías físicas -se quejaba- cambian continuamente y se contradicen. Acierta en la primera afirmación, yerra en la segunda: sí, cambian las teorías, pero las nuevas no contradicen a las antiguas, las engloban y, en consecuencia, las mejoran.

Mi amigo se equivoca cuando afirma que la radiación que emite un agujero negro sale del propio agujero. La causa de su error es comprensible: el propio nombre emisión produce el equívoco, pues un inexperto deduce que algo sale, cuando no es así. Intentaré dar una imagen, algo ingenua, de lo que sucede en esos exóticos lugares. Es increíble, pero es cierto que, en el espacio vacío, están creándose continuamente de la nada pares de partículas y antipartículas que inmediatamente vuelven a desaparecer. Con la imaginación vayamos ahora a las cercanías del agujero negro y observemos lo que allí ocurre: una partícula, de uno de los pares que se están formando continuamente en el vacío, se dirige hacia el agujero y cae en él, su compañera sale en dirección opuesta: la emisión de radiación, consiste en estas segundas partículas que se alejan del agujero.

Quizá al llegar aquí, algún avispado lector, aunque asuma todo lo afirmado hasta ahora, piense: pero si el agujero negro se evapora (y los físicos aseguran que lo hace) se deberá a que emite materia (o energía que es su sinónimo), ¿cómo es posible? Ya dije antes que en las cercanías del agujero negro el espacio se descompone en pares de partículas y antipartículas. Dos efectos produce tan insólito fenómeno: se emiten partículas (tienen una energía positiva) hacia el exterior, y, en consecuencia, para compensar esa energía positiva (los físicos saben que en el universo la cantidad de energía permanece inmutable), el agujero necesariamente deberá comer energía negativa: deducimos de tal alimentación que la energía (o la masa, que es lo mismo) del agujero disminuye, hasta que se evapora: y ya está.

Si el fatigado lector ha conseguido llegar hasta aquí concluirá que la teoría actual no contradice a la anterior: sucede que la naturaleza de los agujeros negros es más sutil de lo que suponíamos.

2 comentarios:

C. Armesto dijo...

Estimada amiga

Usaré las palabras del propio descubridor, Stephen Hawking, publicadas en un precioso artículo “La mecánica cuántica de los agujeros negros” (Investigación y Ciencia, marzo de 1977).

Definición: “Un agujero negro es una región del espacio-tiempo desde la que no se puede huir al infinito”.

“Principios de 1974, cuando el autor se hallaba investigando el comportamiento de la materia en las proximidades de un agujero negro según la mecánica cuántica. Para gran sorpresa suya encontró que el agujero negro parecía emitir partículas de una manera uniforme. Según era opinión común entonces, aceptó que un agujero negro no podía emitir nada. Por esta razón, puso gran empeño en tratar de eliminar este embarazoso efecto. No hubo manera de hacerlo, por lo que al final tuvo que aceptarlo. Lo que finalmente le convenció que era un proceso físico real fue que las partículas salientes tenían un espectro cabalmente térmico: el agujero negro crea y emite partículas y radiaciones como si fuera un cuerpo caliente ordinario, con una temperatura que es proporcional a la gravitación superficial e inversamente proporcional a la masa.”

Hasta ahora la emisión es una predicción teórica, no un hecho observacional.

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

El tiempo que tardaría en evaporarse el mayor agujero negro observado es un gugol de años (un uno seguido de cien ceros); pero incluso un agujero negro pequeño (del tamaño del Sol) tardaría un número de años inmenso (uno seguido de sesenta y siete ceros).

Cordiales saludos
Epi