Aunque ya hemos podido tomar imágenes de uno, aún conocemos muy poco sobre los agujeros negros. Ahora, un equipo de astrónomos ha descubierto que estos objetos cósmicos ejercen presión sobre el espacio que los rodea. La investigación fue publicada en Physical Review D.

El equipo de la Universidad de Sussex encontró que el hallazgo es fascinantemente consistente con la predicción de Stephen Hawking sobre que los agujeros negros emiten radiación. Por lo tanto, no solo tienen temperatura, también se encogen lentamente con el tiempo, en ausencia de acreción.

“Si se consideran los agujeros negros solo dentro de la relatividad general,[entonces] se puede demostrar que tienen una singularidad en sus centros donde las leyes de la física tal como las conocemos deben romperse”, dijo el astrofísico Xavier Calmet. Se espera que cuando la teoría cuántica de campos se incorpore a la relatividad general, podamos concretar una nueva descripción de los agujeros negros.

El descubrimiento

Calmet y su colega, el astrofísico Folkert Kuipers, estaban realizando cálculos utilizando la teoría cuántica de campos para intentar sondear el horizonte de eventos de un agujero negro cuando realizaron su descubrimiento.

Específicamente, estaban tratando de comprender las fluctuaciones en el horizonte de eventos de un agujero negro que corrigen su entropía. Mientras calculaban, Calmet y Kuipers seguían topándose con una figura adicional en sus ecuaciones. Sin embargo, les tomó un tiempo reconocer lo que estaban mirando: la presión.

No se sabe cuál es la causa de la presión y, según los cálculos del equipo, es una muy pequeña. Además, es negativo, expresado como -2E-46bar para un agujero negro de la masa del Sol, en comparación con 1 bar de la Tierra al nivel del mar.

Esto significa que el agujero negro se encogería, no crecería, lo cual es consistente con la predicción de Hawking. Aun así, es imposible determinar cómo se relaciona la presión negativa con la radiación de Hawking, o incluso si los dos fenómenos están relacionados.

Importancia

El hallazgo tendría implicaciones interesantes en nuestros intentos de cuadrar la relatividad general con la mecánica cuántica. Mientras que la primera explica las escalas macro, la segunda opera en escalas extremadamente pequeñas.

Se cree que los agujeros negros son la clave. La singularidad del agujero negro se describe matemáticamente como un punto unidimensional de densidad extremadamente alta, en cuyo punto la relatividad general se rompe. No obstante, el campo gravitacional que lo rodea solo puede describirse de manera relativista.

Averiguar cómo encajan los dos regímenes de igual manera contribuye a resolver otro problema de los agujeros negros. De acuerdo con la relatividad general, la información que desaparece más allá de un agujero negro podría desaparecer para siempre. Bajo la mecánica cuántica, no puede ser. Esta es la paradoja de la información del agujero negro, y explorar matemáticamente el espacio-tiempo alrededor de un agujero negro sería útil para resolverlo.

“Nuestro trabajo es un paso en esta dirección”, afirmó Calmet. “Y aunque la presión ejercida por el agujero negro que estábamos estudiando es minúscula, el que esté presente abre nuevas múltiples posibilidades”. Éstas abarcan desde el estudio de la astrofísica, la partícula física hasta física cuántica.