¿Un agujero negro en el fondo del océano? Es lo que aseguran científicos del Imperial College de Londres

Cinco décadas atrás, el astrofísico Stephen Hawking teorizó que el Big Bang pudo haber inundado el universo con diminutos agujeros negros. Hawking sostenía que los agujeros negros no son completamente negros. Debido a complejas interacciones entre el horizonte de sucesos (la frontera de estos objetos) del agujero negro y los campos cuánticos del espacio-tiempo, los agujeros negros pueden emitir un flujo de radiación lento, pero constante, lo que ahora se conoce como radiación de Hawking.

Esto significaría que los agujeros negros se evaporan y finalmente desaparecen. De hecho, a medida que el agujero negro se hace más pequeño, emite aún más radiación, hasta que prácticamente explota en una tormenta de partículas y radiación de alta energía. Y una de estas explosiones se habría detectado en el fondo del océano.

El proyecto europeo KM3NeT, que consta de detectores submarinos en las costas de Francia, Italia y Grecia, anunció el descubrimiento de un neutrino extraordinariamente potente. Esta partícula fantasmal tenía una energía de alrededor de 100 PeV, más de 25 veces más energética que las partículas aceleradas en el Gran Colisionador de Hadrones, el colisionador de átomos más potente del mundo.

Hasta ahora, los expertos no habían podido encontrar una explicación para un neutrino tan energético. Pero ahora, un equipo de científicos del Imperial College de Londres ha propuesto una hipótesis sorprendente: el neutrino es la señal de un agujero negro en evaporación. El equipo describió su propuesta en un estudio publicado en arXiv: los agujeros negros que teorizaba Hawking

Lo que sabíamos hasta ahora de todos los agujeros negros conocidos es que su tamaño es descomunal: al menos varias veces la masa del Sol, y a menudo significativamente mayores. Incluso los agujeros negros más pequeños conocidos tardarán más de 10^100 años en desaparecer. Si el neutrino KM3NeT se debe a la explosión de un agujero negro, debe ser mucho más pequeño: alrededor de 10.000 kilogramos. Esto equivale aproximadamente al peso de dos elefantes africanos adultos, comprimidos en un agujero negro más pequeño que un átomo.

La única forma posible conocida de producir agujeros negros tan diminutos se encuentra en los eventos caóticos e iniciales del Big Bang, que podrían haber inundado el cosmos de agujeros negros “primordiales”. Los agujeros negros primordiales más pequeños producidos en el Big Bang habrían explotado hace mucho tiempo, mientras que los más grandes podrían persistir hasta la actualidad.

Desafortunadamente, un agujero negro de 10.000 kilogramos no debería sobrevivir desde el Big Bang hasta la actualidad. Sin embargo, Andrea Boccia y Fabio Iocco, líderes del estudio, señalaron que podría existir un mecanismo cuántico adicional, conocido como “carga de memoria”, que permite a los agujeros negros resistir la desintegración. Esto haría posible que un agujero negro de 10.000 kilos sobreviviera durante miles de millones de años antes de explotar, enviando un neutrino de alta energía hacia la Tierra en el proceso.

Los agujeros negros primordiales podrían explicar la materia oscura (la sustancia invisible que constituye la mayor parte de la materia del universo), pero hasta ahora, las búsquedas no han dado resultados. Este nuevo descubrimiento podría proporcionar una pista intrigante.

El equipo de Iocco y Boccia descubrió que si los agujeros negros primordiales de este rango de masa son lo suficientemente abundantes como para explicar toda la materia oscura, deberían estar explotando con cierta regularidad. Estimaron que, de ser correcta esta hipótesis, la colaboración KM3NeT debería ver otro neutrino de gran impacto en los próximos años.

Si se produce esa detección, quizá tengamos que replantearnos radicalmente nuestra forma de pensar en la materia oscura, los neutrinos de alta energía e incluso la física del universo primitivo.