Stephen Hawking tenia raó: els forats negres "s'evaporen"

La radiació que emeten aquests cossos és molt dèbil, però un equip de físics ha aconseguit mesurar-la
Forat negre
Els forats negres podrien tenir la clau per aconseguir velocitats mai imaginades fins ara | NASA / JPL - Caltech

El físic britànic Stephen Hawking tenia raó quan, el 1974, va formular una de les seves prediccions més cèlebres: els forats negres, a la llarga, "s'evaporen" completament. Segons afirmava, aquests cossos no són totalment "negres" sinó que emeten partícules, una radiació que podria, amb el temps, expulsar prou energia i massa com per fer-los desaparèixer. Tot i que la comunitat científica acceptava aquesta teoria, fins ara no s'havia pogut demostrar i, de fet, es dubtava que es pogués fer amb la tecnologia actual. Un equip de Technion - Institut de Tecnologia d'Israel, però, ha aconseguit mostrar l'existència d'aquesta radiació -la radiació de Hawking- en un laboratori. Tot i que aquestes emissions són massa febles i a massa distància com per ser detectades, els físics les han reproduït.

 

 

La força gravitatòria dels forats negres és tan gran que fins i tot els fotons, que viatgen a la velocitat de la llum, no en poden escapar, i és per això que ha resultat extraordinàriament complicat fer-ne una fotografia. Tot i que el buit de l'espai es considera precisment això, buit, el principi d'incertesa de Heisenberg indica que, en aquell "no-res", hi ha partícules virtuals que apareixen i desapareixen formant parelles de matèria-antimatèria, és a dir, dues partícules amb la mateixa massa i amb càrregues elèctriques oposades. Tot i que normalment es destrueixen l'una a l'altra de manera instantània, a prop d'un forat negre la gravetat separa aquestes partícules, absorbint-ne una mentre l'altra surt disparada cap a l'espai. La partícula absorbida té energia negativa, que redueix l'energia i la massa del forat negre, mentre que l'altra es converteix en l'anomenada radiació de Hawking.

La primera imatge directa que s'ha obtingut mai d'un forat negre
La primera imatge directa que s'ha obtingut mai d'un forat negre | Event Horizon Telescope

 

Aquestes partícules, massa febles per observar-les a l'espai, són les que han pogut ser reproduïdes al laboratori fent servir un gas molt fred anomenat el condensat Bose-Einstein, l'estat de la matèria a temperatures properes al zero absolut, per imitar l'horitzó d'esdeveniments d'un forat negre, el límit a partir del qual res pot escapar a la seva atracció. En un corrent d'aquest gas, van crear una mena de "salt d'aigua" que va fer que, en caure, convertia prou energia potencial en cinètica com per superar la velocitat del so. En comptes de parelles matèria-antimatèria, els científics can emprar parelles de fonons -quàntums d'energia de les ones de so- per demostrar que, mentre la del cantó "lent" podia superar el corrent de gas, l'altre quedava atrapat, com les partícules absorbides pel forat negre.

 

Segons la predicció de Hawking, la radiació de les partícules emeses seria en un espectre continu de longituds d'ona i energies i que, com que depenia només de la massa del forat negre, es podia descriure com una sola temperatura. Aquestes dues característiques del fenomen han estat demostrades per l'equip de Technion. Encara queden, però, altres aspectes importants de la teoria del físic britànic per demostrar, com la correlació quàntica de les parelles de fonons.