Los ecos de ondas gravitacionales podrían confirmar la hipótesis de Hawking de los agujeros negros y la pelusa cuántica

Los ecos de las señales de ondas gravitacionales sugieren que el evento de sucesos de un agujero negro puede ser más complicado de lo que los científicos creen. Una investigación de la Universidad de Waterloo informa sobre la primera tentativa de detección de estos ecos, causados por una “pelusa” cuántica microscópica, que rodea a los recién formados agujeros negros.

Las ondas gravitacionales son ondas en la estructura del espacio-tiempo, causadas por la colisión de objetos masivos y compactos en el espacio, como agujeros negros o estrellas de neutrones.

«De acuerdo con la Teoría de la Relatividad General de Einstein, nada puede escapar del tirón gravitatorio de un agujero negro una vez que ha pasado del punto de no retorno, conocido como horizonte de sucesos«, comenta Niayesh Afshordi, profesor de física y astronomía en Waterloo. «Esto se creyó así durante mucho tiempo, hasta que Stephen Hawking utilizó la mecánica cuántica para predecir que las partículas cuánticas escaparían lentamente de los agujeros negros, algo que ahora llamamos radiación de Hawking”.

«Los científicos habían sido incapaces de determinar experimentalmente si se escapaba materia de los agujeros negros hasta la reciente detección de ondas gravitacionales”, sigue Afshordi. «Si la ‘pelusa’ cuántica responsable de la radiación de Hawking existe alrededor de los agujeros negros, las ondas gravitacionales podrían rebotar en ella, lo que crearía señales de ondas gravitacionales más pequeñas, siguiendo a las principales generadas tras una colisión, similar a ecos repetitivos”.

Afshordi y el coautor del estudio Jahed Abedi, del Instituto Max-Planck de Fïsica Gravitacional en Alemania, han informado de los primeros hallazgos tentativos de estos ecos repetitivos, proporcionando evidencia experimental de que los agujeros negros podrían ser radicalmente diferentes de lo que predice la Teoría de la Relatividad General de Einstein, y carecer de horizonte de sucesos.

Utilizaron datos de ondas gravitacionales de la primera observación de una colisión de estrellas de neutrones, registrada por los detectores de ondas gravitacionales LIGO / Virgo. Los ecos observados por Afshordi y Abedi coinciden con los ecos simulados predichos por los modelos de agujeros negros que explican los efectos de la mecánica cuántica y la radiación de Hawking.

«Nuestros resultados aún son tentativos porque hay una posibilidad muy pequeña de que lo que vemos se deba al ruido aleatorio en los detectores, pero esta posibilidad se vuelve menos probable a medida que encontramos más ejemplos«, especula Afshordi. «Ahora que los científicos saben lo que estamos buscando, podemos buscar más ejemplos y tener una confirmación mucho más sólida de estas señales. Tal confirmación sería la primera investigación directa de la estructura cuántica del espacio-tiempo«.

El estudio se publicó en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics en noviembre y recibió el primer premio Buchalter Cosmology Prize este mes de enero.

Fuente: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.