Los agujeros negros primordiales, aparecidos justo después del Big Bang, podrían metamorfosearse en agujeros blancos en nuestra época – lo inverso de los agujeros negros, que expulsan materia y energía.
A diferencia de los agujeros negros estelares, que nacen del colapso de estrellas masivas, los agujeros negros primordiales se habrían formado por fluctuaciones de densidad en el Universo primordial. Su existencia sigue sin confirmarse, pero atraen la atención como posibles candidatos para la materia oscura.
El equipo de Daniel Paraizo, del Eberly College of Science, estudió su evolución teniendo en cuenta la radiación de Hawking, ese proceso que hace perder masa a los agujeros negros en forma de evaporación. Cuanto más pequeño es un agujero negro, más rápido se evapora.
Cálculos matemáticos muestran que un agujero negro primordial con una masa inicial de aproximadamente mil millones de toneladas tardaría mil millones de años en alcanzar la masa de Planck, es decir, unos 20 microgramos. En esta etapa, los estudios anteriores preveían una rápida evaporación en un segundo. Pero los nuevos resultados indican que esos 20 microgramos se vuelven prácticamente estables y que el agujero negro se comporta entonces como un agujero blanco. Este cambio de comportamiento es una sorpresa: el horizonte de sucesos, la frontera que atrapa la luz, desaparece progresivamente.
Por lo tanto, podrían subsistir hoy agujeros negros primordiales en forma de agujeros blancos.
Los agujeros blancos son el exacto opuesto de los agujeros negros: en lugar de atraer, repelen indefinidamente materia y radiación. Esta transición hacia un objeto con propiedades de agujero blanco abre nuevas perspectivas para comprender el destino de los agujeros negros primordiales. Sin embargo, para predecir su destino último, sería necesaria una teoría de la gravedad cuántica, que unifique la relatividad general y la mecánica cuántica. Esta "teoría del todo" sigue aún por descubrir a pesar de décadas de investigación.
Su estudio, disponible en arXiv, aporta una nueva piedra al edificio de la física teórica.
La radiación de Hawking
Propuesta por Stephen Hawking en 1974, esta radiación teórica es una emisión de partículas debida a los efectos cuánticos cerca del horizonte de un agujero negro. Provoca una lenta pérdida de masa hasta la evaporación completa.
Cuanto más pequeño es el agujero negro, más irradia. Para los agujeros negros estelares, este proceso es extremadamente lento, pero los agujeros negros primordiales, mucho más ligeros, podrían evaporarse en unos pocos miles de millones de años.
La masa de Planck
La masa de Planck (aproximadamente 20 microgramos) es una unidad fundamental en física donde los efectos cuánticos y gravitacionales se vuelven igualmente importantes. Representa el límite superior de masa para una partícula elemental: más allá, cualquier objeto colapsaría en un agujero negro microscópico.
En nuestra vida cotidiana, 20 microgramos equivalen a la masa de una pestaña humana o de un huevo de pulga. Es a esta escala donde los agujeros negros primordiales podrían estabilizarse en agujeros blancos.
Fuente: arXiv