En los próximos 10 años verás la explosión de un agujero negro. A plena luz del día

Los científicos llevan más de 50 años pensando en ello. El concepto de la explosión de un agujero negro fue propuesto por primera vez por Stephen Hawking en 1974. Aunque los agujeros negros tienen fama de absorber todo lo que se acerca demasiado, Hawking calculó que también deberían emitir partículas.

Este fenómeno, conocido como “radiación de Hawking”, reduciría la masa de los agujeros negros con el tiempo, hasta evaporarse por completo. Esta radiación es demasiado débil para detectarla, pero en sus últimos estertores se intensificaría hasta convertirse en una explosión similar a una supernova, y este estallido sería detectable.

La realidad es que este proceso es muy lento, por lo que la muerte de los agujeros negros se produce cada miles de años y más tiempo dependiendo de su tamaño. Pero podría existir otra clase de agujero negro mucho más pequeña, con vidas más cortas. Y darnos la posibilidad de verlos.

Eso es precisamente lo que propone un nuevo estudio publicado en Physical Review Letters. En él, los autores concluyen que existe un 90 % de probabilidades de que, en la próxima década, los astrónomos detecten una explosión en el espacio profundo que confirme varias teorías de larga data sobre los agujeros negros y que libere una colección completa de todas las partículas existentes, conocidas. Y, más interesante aún, desconocidas.

Básicamente, los autores proponen que estas explosiones marcan la muerte de los diminutos agujeros negros que quedaron del origen del universo.

Durante mucho tiempo se creyó que estos eventos eran increíblemente raros, con explosiones potencialmente observables que ocurrían aproximadamente cada 100.000 años. Sin embargo, el nuevo análisis sugiere que son mucho más comunes, con una explosión potencialmente visible que se produce cada 10 años en promedio.

Y, cuando ocurran, nuestra tecnología actual debería ser capaz de detectarlos. Encontrar uno sería un gran avance para la astrofísica por varias razones: confirmaría por primera vez la existencia de este tipo de agujero negro e identificaría el mecanismo por el cual todos los agujeros negros mueren.

Aún más emocionante, una explosión de este tipo liberaría todos los tipos de partículas fundamentales existentes. Esto incluye todas las que conocemos, como los aburridos electrones y neutrones, pero también nuestras “incógnitas conocidas”: aquello que sospechamos que existe pero que aún no hemos encontrado, como la materia oscura. Pero las más interesantes serían las “incógnitas desconocidas”: las partículas con las que ni siquiera soñamos.

“También obtendríamos un registro definitivo de cada partícula que compone todo en el Universo – explica Joaquim Iguaz Juan, líder del estudio, en un comunicado -. Revolucionaría por completo la física y nos ayudaría a reescribir la historia del Universo".

Se cree que los agujeros negros primordiales (PBH por sus siglas en inglés) tienen masas similares a las de los asteroides, en lugar de las del Sol. Se hipotetiza que se formaron en los primeros momentos después del Big Bang, de ahí el nombre de "primordiales".

“Cuanto más ligero es un agujero negro, más caliente debería estar y más partículas emitirá – añade Andrea Thamm, coautora del estudio -. A medida que los PBH se evaporan, se vuelven cada vez más ligeros y, por lo tanto, más calientes, emitiendo aún más radiación en un proceso descontrolado hasta la explosión”.

Según la física del Modelo Estándar, la edad y la masa de los PBH sugieren que la mayoría ya debería haberse evaporado. Sin embargo, el equipo de Iguaz Juan simuló lo que sucedería con algunos ajustes plausibles al modelo.

Este modelo incluye una versión hipotética y más pesada de un electrón, que los investigadores denominan "electrón oscuro". Esto podría proporcionar a los PBH una forma de carga eléctrica, de la que carecen los agujeros negros conocidos. El estudio descubrió que estos cambios detendrían temporalmente su radiación de Hawking y retrasarían la visita de la “Parca Cósmica” que cercenaría al agujero negro de turno, lo que significa que, después de todo, podríamos habernos perdido el espectáculo.

“Nuestro estudio demuestra que, si un agujero negro primordial se forma con una pequeña carga eléctrica oscura, el modelo predice que debería estabilizarse temporalmente antes de explotar finalmente”, afirma Michael Baker, coautor del estudio.