El físico teórico Stephen Hawking propuso en 1971 que el límite de los agujeros negros, conocido como horizonte de sucesos, nunca se encogía con el tiempo. Ahora, 50 años después de que Hawking propusiera esta teoría sobre los agujeros negros, ha sido confirmada por un equipo de científicos dirigidos por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). La confirmación del teorema del área del físico fallecido en 2018, se dio con más del 95% de precisión utilizando la observación de ondas gravitacionales.
El horizonte de sucesos es el radio en el que incluso la velocidad de la luz en el vacío es insuficiente para alcanzar la velocidad de escape del campo gravitacional generado por la singularidad del agujero negro. Es proporcional a la masa del mismo y, en teoría, solo debería hacerse más grande.
Los expertos utilizaron los datos de GW150914, las primeras ondas gravitacionales detectadas, que fueron creadas por dos agujeros negros que formaron uno nuevo, un evento que liberó una gran cantidad de energía ondulante a través del espacio-tiempo. Para responder a la pregunta sobre el teorema de Hawking, el equipo dividió la señal GW150914 en su punto máximo, o la fusión, y luego desarrolló un modelo para analizar la señal antes de identificar la masa y el giro de ambos agujeros negros involucrados. Así, volvieron a analizar la señal de las ondas gravitacionales antes y después de la colisión cósmica y determinaron que el área del horizonte de sucesos no disminuyó después de la fusión.
«Los datos muestran con abrumadora confianza que el área del horizonte aumentó después de la fusión, y que la ley de área se cumple con una probabilidad muy alta», explica Maximiliano Isi, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. «Fue un alivio que nuestro resultado esté de acuerdo con el paradigma que esperamos, y confirma nuestra comprensión de estas complicadas fusiones de agujeros negros».
Hawking afirmaba que, según la física clásica, el área del horizonte de sucesos de un agujero negro solo puede crecer más, nunca hacerse más pequeño. Matemáticamente era válido, pero ha sido difícil de confirmar mediante la observación, principalmente porque los agujeros negros son extremadamente difíciles de observar directamente porque no emiten radiación detectable. Ahora, gracias a este experimento con ondas gravitacionales, sabemos que así es. Hasta los agujeros negros tienen que cumplir con algunas de las leyes de la física.
“Es posible que haya un zoológico de diferentes objetos compactos, y aunque algunos de ellos son los agujeros negros que siguen a Einstein y las leyes de Hawking, otros pueden ser bestias ligeramente diferentes. Entonces, no es como si hicieras esta prueba una vez y se acabó. Haces esto una vez, y es el comienzo”, comenta Isi.
El equipo planea seguir probando el teorema del área de Hawking y otras teorías relativas a la mecánica de los agujeros negros, utilizando datos de LIGO y Virgo, su contraparte en Italia. «Es alentador que podamos pensar de formas nuevas y creativas sobre los datos de ondas gravitacionales y llegar a preguntas que antes pensábamos que no podíamos. Podemos seguir desentrañando piezas de información que hablan directamente de los pilares de lo que creemos que entendemos. Algún día, estos datos pueden revelar algo que no esperábamos», concluye el experto.
Sarah Romero
