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Los investigadores utilizan fluido supersónico para probar las teorías de los agujeros negros de Hawking

El renombrado físico Stephen Hawking falleció el año pasado, pero su innovador trabajo sigue vivo. Un equipo de científicos de Israel cree haber confirmado una de las predicciones más famosas del científico fallecido. Usando superfluido cuántico, los investigadores puede haber encontrado evidencia que la llamada «radiación de Hawking» es un fenómeno real de los agujeros negros. Los efectos de este trabajo podrían cambiar la forma en que entendemos el universo y el destino de las estrellas.

Hace décadas, el innovador trabajo teórico de Hawking sobre los agujeros negros estableció numerosas predicciones. En los años intermedios, se ha demostrado que muchos de ellos son precisos. La radiación de Hawking es una de las hipótesis más interesantes y alucinantes de sus agujeros negros, pero ha sido muy difícil de probar hasta ahora.

Según Hawking, las extrañas realidades del universo a nivel cuántico significan que los agujeros negros no duran para siempre. Ellos «sangran» energía durante eones y finalmente se evaporan. Hawking señaló que desde una perspectiva cuántica, el vacío del espacio no está realmente vacío. Los pares de partículas virtuales deberían aparecer por intervalos infinitesimales de tiempo antes de volver a combinarse y aniquilarse. Sin embargo, un agujero negro podría interrumpir ese proceso.

Un agujero negro tiene una gravedad tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar del horizonte de sucesos. Por lo tanto, esas partículas virtuales también podrían ser atraídas. Por lo tanto, es concebible que en raras ocasiones, una partícula de un par sea atraída hacia el agujero negro pero la otra escape. En ese caso, el agujero negro experimentaría una pérdida neta de masa en forma de esta radiación de Hawking.

Debido a que la «señal» de la radiación de Hawking es tan pequeña, carecemos de la tecnología para medirla alrededor de un agujero negro real. El equipo del Instituto de Tecnología de Israel (Technion) recurrió a un análogo de agujero negro, que es un concepto muy nuevo que se demostró por primera vez en 2009. En lugar de atraer luz con una gravedad intensa, el análogo es un condensado de Bose-Einstein (BEC) de átomos de rubidio ultrafríos que se mueven más rápido que la velocidad del sonido. Por lo tanto, crea un «horizonte de eventos» para el sonido.

En el experimento, el equipo utilizó pares de ondas sonoras complementarias para reemplazar las partículas virtuales. Una de las ondas se movió más allá del horizonte de eventos sónicos y la otra se alejó. El equipo pudo medir la radiación del sistema, confirmando que su temperatura estaba determinada solo por la velocidad del sonido y su flujo. Emitió un espectro continuo de longitudes de onda, que coincide con las teorías de Hawking sobre el comportamiento de los agujeros negros.

Este es el segundo experimento de Technion que demuestra la radiación de Hawking de esta manera. El nuevo experimento presenta instrumentos mucho más sensibles, lo que agrega más apoyo a la teoría. El siguiente paso es repetir el experimento para realizar un seguimiento de los cambios en el BEC a lo largo del tiempo. Un día, quizás podamos aplicar las lecciones aprendidas para estudiar los agujeros negros reales.