El LHC sí puede crear agujeros negros

En teoría, la colisión de dos partículas que viajan a gran velocidad puede concentrar en un punto concreto la suficiente energía como para formar un agujero negro. Durante años, los físicos han debatido esta posibilidad, especialmente desde que surgieron las primeras dudas sobre la posible (e involuntaria) creación de agujeros negros en los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

Ahora, William E. East y Frans Pretorius, del Departamento de Física de la Universidad de Princeton, han demostrado que la cantidad de energía de colisión necesaria para que dos partículas subatómicas formen un agujero negro es 2,4 veces menor de lo que se creía hasta ahora. El trabajo se acaba de publicar en Physical Review Letters.

Los autores explican que los objetos en colisión pueden actuar como lentes gravitacionales el uno con respecto del otro, concentrando la energía de la colisión en dos regiones independientes capaces de confinar la luz. Regiones que, eventualmente, pueden llegar a unirse para formar un agujero negro.

En 2008, empezaron a difundirse una serie de preocupantes informaciones sobre el riesgo de que las colisiones de protones en el LHC, que se producen al 99% de la velocidad de la luz, pudieran formar un agujero negro que terminara engullendo la Tierra. En términos técnicos, la energía del colisionador es, de lejos, demasiado baja como para permitir que esto suceda, pero según ciertos modelos sí que sería posible que de esas colisiones surjan una serie de agujeros negros microscópicos, aunque incapaces de causar daño al planeta.

En todo caso, varios años de colisiones en el LHC (sin consecuencias nefastas para la Humanidad), han despejado los temores y reducido al mínimo la controversia. Sin embargo, la posibilidad de que estos experimentos puedan generar agujeros negros ha seguido considerándose seriamente en el ámbito de la física teórica.

Varios estudios anteriores habían calculado la cantidad de energía cinética necesaria en una colisión para que se forme un agujero negro, pero nadie había prestado atención a la dinámica interna que especifica dónde exactamente terminan los restos de las colisiones.

Ahora, William E. East y Fran Pretorius, de la Universidad de Princeton, han llevado a cabo una serie de simulaciones informáticas de la colisión frontal entre dos gotas de fluido que representan a partículas genéricas. Y esas simulaciones mostraron que la propia gravedad de las gotas hace que la energía converja, y quede atrapada, en dos "puntos focales" que se encuentran en los dos extremos opuestos del centro de la colisión.

Después, y en determinadas condiciones, los dos puntos se fusionan formando un agujero negro que contiene el 72% de la energía total de la colisión. La mayor parte de la energía restante es radiada en forma de ondas gravitacionales. El efecto de lente gravitatoria, además, reduce el umbral de energía necesaria para que el agujero negro se forme, algo que habrá que tener muy en cuenta en las futuras búsquedas de agujeros negros en los experimentos del LHC.