Físicos del MIT confirman por primera vez el teorema del área de los agujeros negros de Stephen Hawking

El estudio ofrece evidencia observacional basada en ondas gravitacionales para mostrar que el área total del horizonte de sucesos de un agujero negro nunca puede disminuir.

Antesala de la colisión entre dos agujeros negros

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Foto: iStock

Existen ciertas reglas que incluso los objetos más extremos del Universo deben obedecer. Una de ellas predice que el horizonte de sucesos de los agujeros negros, es decir, el límite más allá del cual nada puede escapar de ellos, nunca debería encogerse. Esta ley es conocida como el teorema del área de Hawking, nombrado en honor al físico Stephen Hawking, quien postuló el teorema en 1971.

Ahora, cincuenta años después, físicos del MIT han confirmado el teorema del área de Hawking por primera vez utilizando observaciones de ondas gravitacionales. Sus resultados se recogen en un artículo publicado en la revista especializada Physical Review Letters bajo el títuloTesting the Black-Hole Area Law with GW150914.

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En el estudio, los investigadores han analizado GW150914 en detalle, la primera señal de ondas gravitacionales detectada en 2015 por LIGO, el Observatorio de ondas Gravitacionales por Interferometría Láser. La señal fue el producto de dos agujeros negros que se fusionaron para generar uno nuevo desprendiendo una enorme cantidad de energía al espacio en forma de ondas gravitacionales.

Tal y como postula el teorema del área de Hawking, al fusionarse dos agujeros negros el área del horizonte de sucesos del nuevo agujero negro no debería ser menor que el área total de los horizontes de los dos agujeros negros principales por separado. En el nuevo estudio, los físicos volvieron a analizar la señal de GW150914 antes y después de la colisión cósmica y encontraron que, de facto, el área total del horizonte de eventos no disminuyó después de la fusión, un resultado que informan con un 95% de confianza.

Los hallazgos son la primera confirmación observacional directa del teorema del área de Hawking, que ha sido probado matemáticamente pero nunca observado en la naturaleza hasta ahora

Sus hallazgos marcan la primera confirmación observacional directa del teorema del área de Hawking, que ha sido probado matemáticamente pero nunca observado en la naturaleza hasta ahora. El equipo planea estudiar futuras señales de ondas gravitacionales para ver si podrían confirmar de manera reiterada el teorema de Hawking.

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"Es posible que haya todo un "zoológico" de diferentes objetos compactos en el Universo, y aunque algunos de ellos son agujeros negros que cumplen con las leyes predichas por Einstein y Hawking, otros pueden ser "bestias" ligeramente diferentes", explica el autor principal del artículo Maximiliano Isi, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigaciones Espaciales del MIT. "No se trata de hacer una sola prueba y se acabó, si no que hacer esto una y otra vez y es solo el comienzo", continúa para añadir, no obstante, que "fue un alivio que nuestros resultados se correspondieran con la hipótesis planteada, lo que confirma nuestra comprensión de estas complicadas fusiones de agujeros negros". "Ahora podemos seguir uniendo las piezas de información que nos hablan directamente de los pilares de lo que creemos que entendemos al respecto de los agujeros negros. Sin embargo, algún día estos datos podrían revelar algo que no esperábamos", concluye.