Usando una cadena de átomos en fila única para simular el horizonte de eventos de un agujero negro, un equipo de físicos de Ámsterdam, Países Bajos, observó el equivalente de lo que llamamos radiación de Hawking, que son partículas nacidas de perturbaciones en las fluctuaciones cuánticas causadas por la ruptura del agujero negro en el espacio-tiempo.
De acuerdo con esta investigación, publicada en Physical Review Research y citada en Science Alert, este nuevo tipo de análogos de agujeros negros podría hacer revelaciones sobre la radiación esquiva teóricamente emitida por el objeto real.
El estudio también podría ayudar a resolver la tensión entre la teoría general de la relatividad, que describe el comportamiento de la gravedad como un campo continuo conocido como espacio-tiempo, y la mecánica cuántica, que describe el comportamiento de partículas discretas utilizando las matemáticas de probabilidad.
Para una teoría unificada de la gravedad cuántica que se pueda aplicar universalmente, estas dos teorías inmiscibles necesitan coincidir de alguna forma.
La clave de los agujeros negros para una teoría unificada
Los agujeros negros son tan increíblemente densos que, dentro de una cierta distancia del centro de masa de los mismos, ninguna velocidad en el Universo es suficiente para escapar, ni siquiera la de la luz.
Esa distancia se denomina horizonte de sucesos. Una vez que un objeto cruza su límite, solo podemos imaginar lo que sucede, ya que nada regresa con información vital sobre su destino.
Sin embargo, en 1974, Stephen Hawking propuso que las interrupciones de las fluctuaciones cuánticas causadas por el horizonte de sucesos, dan como resultado un tipo de radiación muy similar a la radiación térmica.
Si esta radiación de Hawking existe, es demasiado débil para que la detectemos todavía. Es posible que nunca lo separemos del silbido estático del Universo. Afortunadamente, los científicos probaron sus propiedades con la creación de los análogos de agujeros negros.
El experimento
Una cadena unidimensional de átomos servía como camino para que los electrones “saltaran” de una posición a otra. Al ajustar la facilidad con la que puede ocurrir este salto, los físicos podrían hacer que ciertas propiedades desaparecieran, creando efectivamente una especie de horizonte de sucesos que interfiere con la naturaleza ondulatoria de los electrones.
El efecto de este falso horizonte de eventos produjo un aumento de la temperatura que coincidió con las expectativas teóricas de un sistema de agujeros negros equivalente, pero solo cuando parte de la cadena se extendió más allá del horizonte de eventos.
Esto podría significar que el enredo de partículas que se extienden a ambos lados del horizonte de eventos es fundamental para generar la radiación de Hawking. La simulada por los científicos fue solo térmica para un cierto rango de amplitudes de salto, lo que sugiere que solo puede ser térmica en una variedad de situaciones y cuando hay un cambio en la deformación del espacio-tiempo debido a la gravedad.