Agujeros negros: primera observación científica que confirma teorema de Hawking

Un estudio recientemente publicado encontró una manera de analizar más características de los agujeros negros antes y después de fusionarse, a partir de datos de ondas gravitacionales, y encontró que la teoría presentada por el físico Stephen Hawking hace 50 años es correcta.

Un agujero negro es un cuerpo celeste que puede tragar casi toda la materia, incluida la luz. Event Horizon es un concepto de un límite imaginario por científicos para un agujero negro, dentro del cual la materia no puede escapar. El fallecido físico Hawking propuso la teoría en 1971 de que el área del horizonte (Event Horizon) de un agujero negro no se reduce con el tiempo. Este es el famoso teorema del área del agujero negro de Hawking.

Un estudio colaborativo de físicos y otros investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) analizó los datos de la onda gravitacional GW150914 y demostró por primera vez que la teoría de Hawking presentada hace 50 años es correcta.

GW150914 es la primera señal de onda gravitacional detectada por científicos en la historia. El Observatorio Americano de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) detectó esta señal en 2015. Los estudios han demostrado que el proceso de fusión de dos agujeros negros con masas de 36 y 29 veces la del Sol, respectivamente, envió esta señal. Se estima que este evento ocurrió hace 1.300 millones de años.

Las ondas gravitacionales son como ondas en el espacio y el tiempo producidas por la enorme energía emitida por un evento de impacto tan violento.

Si la teoría del área de Hawking es correcta, entonces el área del horizonte del agujero negro después de la fusión no debería ser menor que la suma del área del horizonte de los dos agujeros negros anteriores. Sin embargo, durante muchos años después de que se presentó la teoría de Hawking, los investigadores sólo pudieron encontrar algunas características básicas de los agujeros negros a partir de las señales de ondas gravitacionales, que no fueron suficientes para probar la teoría de Hawking.

Esta investigación ha encontrado un nuevo método, que es el primero en analizar más características de los agujeros negros antes y después de fusionarse a partir de ondas gravitacionales.

Según el estudio con sus cálculos, el área total de los horizontes de los dos agujeros negros antes de la fusión era de aproximadamente 235.000 kilómetros cuadrados, lo que equivale casi a 9 veces el área de Massachusetts. El horizonte de sucesos del nuevo agujero negro después de la fusión es de unos 367.000 kilómetros cuadrados, que es aproximadamente 13 veces el área de Massachusetts.

El investigador del MIT Maximiliano Isi, quien dirigió el estudio, dijo: “Los datos muestran claramente que el área del horizonte ha aumentado después de la fusión, lo que revela que es muy probable que la teoría del área (propuesta por Hawking) sea correcta”. El estudio indica que el nivel de confianza de los datos en este informe es tan alto como el 95%.

Esta es la primera vez que los científicos han confirmado el teorema del área del agujero negro de Hawking a través de la observación directa.

La investigación fue publicada en Physical Review Letters el 1 de julio.