Un nuevo estudio muestra cómo Stephen Hawking siempre tuvo razón con su teoría de los agujeros negros. Los científicos utilizaron ondas gravitacionales para probar el teorema del célebre físico que podría llevar a la física a descubrir leyes más subyacentes del universo.
La Teoría de la Relatividad General de Einstein ha servido como trampolín para comprender de mejor manera cómo se estructura nuestro Universo. Muchos científicos la han utilizado para formular nuevas teorías y Stephen Hawking no es la excepción, gracias a ella concluyó en 1971 que no es posible que el área de la superficie de un agujero negro se vuelva más pequeña con el tiempo.
Un teorema revolucionador
Este teorema formulado por el físico inglés a la par de utilizar la relatividad de Einstein, también es paralelo a la segunda ley de la termodinámica. Aquella conocida por desprender el concepto de entropía y que dice que el caos no puede disminuir con el tiempo en un sistema cerrado. Y dado que la entropía de un agujero negro es proporcional a su superficie, entonces ambas deben seguir aumentando con el tiempo.
Para entenderlo de mejor manera, primero debemos comprender que los agujeros negros son objetos que devoran toda aquella materia circundante. Por lo tanto, entre más materia devora, el agujero negro aumentará su masa y superficie. Aunque esto significa que comiencen a girar más rápido de lo que lo hacían antes, y justamente este movimiento disminuye su superficie. Pero Hawking pensó que el aumento del área de la superficie que proviene de la masa devorada, siempre debe ser mayor que la disminución de esta a causa del giro.
La fusión de dos agujeros negros tiene la clave
Hasta hace poco, este teorema no estaba comprobado, pero es de esperarse que Stephen Hawking, el padre de los agujeros negros, tuviera razón. Así lo ha comprobado una nueva investigación que recopiló datos del Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO). Mismo laboratorio que confirmó la presencia de ondas gravitacionales en el espacio, predichas por Einstein.
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Como ya lo había dicho el mismo Einstein, las ondas gravitacionales son ondas en el espacio-tiempo, generadas por procesos violentos en el espacio. Así como si aventáramos una roca al agua, que a su vez genera ondas que se propagan a través de ella. El LIGO asegura que “estas ondas cósmicas viajarían a la velocidad de la luz, llevando consigo información sobre sus orígenes, así como pistas sobre la naturaleza de la gravedad en sí”.
Los datos recopilados por el LIGO y utilizados por los investigadores, datan del 2015 pero fueron generados hace 1,300 millones de años por dos agujeros negros gigantes que giraban rápidamente en espiral uno alrededor del otro. Y las ondas gravitacionales desprendidas de este fenómeno fueron clasificadas en dos grupos, el primero fue del periodo anterior a que ambos agujeros se unieran en uno sólo. Mientras que el segundo, data de cuando ocurrió la fusión de ambos agujeros.
“A medida que giran uno alrededor del otro cada vez más rápido, las ondas gravitacionales aumentan en amplitud cada vez más hasta que finalmente se sumergen entre sí, creando esta gran explosión de ondas”, dicen los autores de la investigación. “Lo que te queda es un nuevo agujero negro que está en este estado de excitación, que luego puedes estudiar analizando cómo está vibrando. Es como si tocas una campana, los tonos específicos y las duraciones con las que suena te dirán la estructura de esa campana, y también de qué está hecha”
Gracias a esto, lograron averiguar la masa y el giro de los agujeros originales, así como la masa y el giro del agujero negro fusionado. Así, calcularon las áreas de superficie y comprobaron que el área de ambos agujeros fusionados era mayor que el área combinada de los agujeros negros originales. Con esto queda demostrado que Stephen Hawking siempre tuvo razón con su teorema de agujeros negros.
Referencias: Isi, M. Farr, W. Giesler, M. Scheel, M. Teukolsky, S. (2021). Testing the black-hole area law with GW150914. Physical Review Letters. DOI
