Los ecos en las señales de ondas gravitacionales pueden confirmar la hipótesis de Stephen Hawking de la existencia agujeros negros cuánticos.

Una investigación de la Universidad de Waterloo reporta la primera detección tentativa de estos ecos, causada por una ‘pelusa’ cuántica microscópica que rodea los agujeros negros recién formados.

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 de la gravedad de un agujero negro una vez que ha pasado un punto de no retorno, conocido como el horizonte de sucesos», explicó en un comunicado Niayesh Afshordi, profesor de física y astronomía en Waterloo.

«Esta fue la comprensión de los científicos durante mucho tiempo hasta que Stephen Hawking usó la mecánica cuántica para predecir que las partículas cuánticas se filtrarían lentamente de los agujeros negros, lo que ahora llamamos radiación de Hawking.

«Los científicos no han podido determinar experimentalmente si alguna materia escapa de los agujeros negros hasta la detección más reciente de ondas gravitacionales», dijo Afshordi. «Si la pelusa cuántica responsable de la radiación de Hawking existe alrededor de los agujeros negros, las ondas gravitacionales podrían rebotar en él, lo que crearía señales de ondas gravitacionales más pequeñas después del evento de colisión gravitacional principal, similar a los ecos repetidos».

Afshordi y su coautor Jahed Abedi del Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik en Alemania, han reportado los primeros hallazgos tentativos de estos ecos repetitivos, proporcionando evidencia experimental de que los agujeros negros pueden ser radicalmente diferentes de lo que predice la teoría de la relatividad de Einstein, y carecen de horizontes 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 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», dijo 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 el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics en noviembre y recibió el primer premio Buchalter Cosmology Prize este mes.

Fuente: EP