Descubren que el Universo entero se está... evaporando

Pero Michael Wondrak, Walter van Suijlekom y Heino Falcke, autores de un estudio que se publica hoy mismo en 'Physical Review' y que puede consultarse también aquí, han ido mucho más lejos al afirmar que, sorprendentemente, el horizonte de sucesos no juega en la radiación Hawking un papel tan importante como se pensaba, ya que 'otras cosas', como la gravedad y la curvatura misma del espacio-tiempo, también pueden desencadenarla.

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José Manuel Nieves

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Las implicaciones del hallazgo son tremendas. De hecho, suponen que cualquier objeto grande del Universo, y no solo los agujeros negros, se está evaporando. Y que, a la postre, el Universo entero también se evaporará.

La radiación Hawking se desprende de la naturaleza misma de lo que nosotros, erróneamente, llamamos 'vacío' y que en realidad no lo es. De hecho, el vasto espacio aparentemente desierto que separa estrellas y galaxias es, aunque no lo veamos, un lugar bullicioso y lleno de una incesante actividad en forma de 'fluctuaciones cuánticas' que llevan, durante un brevísimo instante, a la creación e inmediata desaparición de parejas formadas por partículas y sus correspondientes antipartículas. Es decir, por materia y antimateria.

Como sabemos muy bien, cuando una partícula de materia entra en contacto con su antipartícula (por ejemplo, un protón con un anti protón), ambas se destruyen. Y resulta que las parejas generadas por las fluctuaciones cuánticas del vacío se destruyen tan rápido que apenas permanecen un instante en nuestra realidad física. Por eso se las conoce como 'partículas virtuales'. Eso sí, al desintegrarse entre sí 'devuelven' al Universo la energía que tomaron prestada para su formación.

¿Pero qué pasa si las fluctuaciones cuánticas se producen cerca de un agujero negro, más concretamente en el borde mismo de su horizonte de sucesos? En esos casos, donde la gravedad alcanza una intensidad extrema, puede suceder que un miembro de la nueva pareja de partículas se forme en la parte 'interior' del horizonte mientras que el otro lo hace en la 'exterior', es decir, a un lado y al otro de la frontera invisible que marca el punto de no retorno. Y eso a su vez implica que una de las dos partículas (la externa) podrá aún escapar de las garras del agujero negro, aunque tendrá que 'robarle' algo de energía para conseguirlo.

De esta forma, poco a poco, gota a gota, el agujero negro irá perdiendo energía y, por lo tanto disminuyendo su masa, es decir, 'evaporándose' hasta que, después de un tiempo enormemente largo (mayor cuanto más grande sea el agujero negro) no quede rastro de él. Ni que decir tiene que este proceso de 'evaporación' sólo es válido para los agujeros negros que son, que se sepa, los únicos objetos del Universo que tienen un horizonte de sucesos.

Y aquí es donde se produce la sorpresa. En el nuevo estudio, en efecto, los investigadores revisaron todo el proceso para averiguar si la presencia de un horizonte de sucesos es realmente imprescindible, o no, para que haya radiación Hawking. Para ello combinaron técnicas de la física, la astronomía y las matemáticas y examinaron qué sucede con los pares de de partículas que se forman lejos de agujeros negros. Y, sorprendentemente, los resultados mostraron que también se pueden crear nuevas partículas mucho más allá del horizonte de sucesos. En palabras de Michael Wondrak, «demostramos que, además de la conocida radiación de Hawking, también existe una nueva forma de radiación».

Según explica Van Suijlekom, «mostramos que mucho más allá de un agujero negro la curvatura del espacio-tiempo juega un papel importante en la creación de radiación. Las partículas ya están separadas allí por las fuerzas de marea del campo gravitatorio». En otras palabras, el trabajo dejó claro que el tipo de radiación descrito por Hawking también se producía sin la presencia de un horizonte de sucesos, algo que se creía imposible.

Falcke, el tercero de los autores, dice por su parte que «eso significa que otros objetos sin horizonte de sucesos, como los restos de estrellas muertas y otros objetos grandes del Universo, también emiten este tipo de radiación. Y, después de un período muy largo, eso llevaría a que todo en el Universo finalmente se evaporara, igual que hacen los agujeros negros. Se trata de un descubrimiento que cambia no solo nuestra comprensión de la radiación de Hawking, sino también nuestra visión del Universo y su futuro».