Un agujero negro construido artificialmente en Israel proporciona una confirmación cuantitativa de la temperatura y la temperatura de la radiación de Hawking.

Durante su distinguida carrera como físico teórico y cosmólogo, el difunto Stephen Hawking predijo que los agujeros negros: fenómenos invisibles y masivos en el espacio con una gravedad tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, pueden escapar de su profundidad emite radiación.

Esta radiación de Hawking debe tener un espectro térmico, similar a la radiación de cualquier objeto caliente. La temperatura de la radiación de Hawking debe coincidir con la temperatura predicha por el astrofísico Jacob Bekenstein.

Ahora, un equipo de investigadores de Israel ha modelado un agujero negro artificial y, al idear una forma de medir el espectro de la radiación de Hawking, ha descubierto que los agujeros negros emiten radiación de forma normal.

Se trata de un objeto cálido, como afirmaban las predicciones de Hawking.

Agujeros negros artificiales construidos en Israel

Un artículo que explica su investigación innovadora apareció en la edición del 30 de mayo de 2019 de Nature.

Hace casi cuatro décadas, surgió una teoría que sugiere que los agujeros negros podrían construirse y usarse artificialmente para medir la física de la radiación de Hawking.

Se trata de un tipo de radiación térmica, cuya existencia Hawking predijo en la década de 1970 y que ahora lleva su nombre. Sin embargo, fue la tarea de crear un agujero negro artificial y de idear formas de medir el espectro de la radiación de Hawking y su temperatura, lo que condujo al reciente avance.

“Nuestro agujero negro construido artificialmente confirma la temperatura de la radiación de Hawking”, explicó el investigador principal, el profesor Jeff Steinhauer.

“Además, encontramos que la temperatura está determinada por la gravedad artificial en la superficie del agujero negro artificial, que también concuerda con las predicciones de Hawking”.

El éxito de su trabajo es otra visión profunda de la naturaleza de los agujeros negros, uno de los secretos más misteriosos y menos entendidos del universo.

El concepto de un objeto en el espacio con campos de gravedad demasiado fuertes para que la luz pudiera escapar se consideró en el siglo XVIII. La primera teoría moderna sobre la existencia de los agujeros negros se desarrolló en 1916, pero no se caracterizó completamente y se consideró que era solo una curiosidad matemática hasta finales de la década de 1960, cuando las teorías surgieron del conocimiento sobre el colapso de las estrellas masivas.

Aunque no se podían ver, pronto se llegó a un consenso de que los agujeros negros existían en la mayoría de las galaxias.

Después de haber estudiado este fenómeno y este problema durante una década, el equipo de investigación realizó mejoras constantes en sus herramientas experimentales en los últimos tres años.

El objetivo era no solo crear agujeros negros artificiales, sino también desarrollar métodos para realizar mediciones para verificar las predicciones de Hawking. Para llegar a sus conclusiones, el experimento de la radiación de Hawking se repitió 7,400 veces, proporcionando un perfil de densidad para cada “ejecución” a partir de la cual los investigadores calcularon los promedios.

“Los trabajos teóricos, combinados con nuestro estudio a largo plazo de este tema, permitieron la observación de la radiación espontánea de Hawking en un agujero negro”, informó Steinhauer. “Las mejoras en nuestro aparato experimental nos permitieron medir la termalidad del espectro de Hawking y comparar su temperatura con la predicción de Hawking, dada por la gravedad de la superficie”.

Según los investigadores, esa temperatura, como se predijo, proporciona un vínculo interesante entre las teorías de Hawking y las del astrofísico Jacob Bekenstein. En 1972, Bekenstein también presentó una teoría sobre la termodinámica del agujero negro.

“Notablemente, aunque sus cálculos se basaron en ideas muy diferentes, tanto Hawking como Bekenstein llegaron a la misma conclusión de que la temperatura estaba determinada por la gravedad en la superficie del agujero negro”, dijo Steinhauer.

“Confirmamos sus predicciones”.

El descubrimiento realizado por los físicos de Technion aclara la naturaleza de los agujeros negros al medir el espectro emitido, muy similar al espectro que emitiría un objeto cálido ordinario. Los bajos niveles de radiación no solo confirman la teoría de Hawking, sino que también podrían conducir a una mayor investigación.

Según Steinhauer y su equipo, sus hallazgos proporcionan no solo pistas sobre la naturaleza de los agujeros negros reales, sino también sobre la “paradoja de la información”.

Según Hawking, la radiación y su espectro térmico contienen muy poca información. Esta idea es la base de la paradoja de la información, que plantea preguntas tales como: ¿cuál es el destino de la información que cae en un agujero negro real?

¿Desaparece del universo? Y, si no, ¿a dónde va?

Los investigadores encontraron que el espectro de la radiación de Hawking es de hecho térmico. Por lo tanto, la paradoja de la información sigue sin resolverse, y los futuros investigadores deben buscar en otra parte para investigar el enigma de la paradoja de la información.

Fuente: latamisrael.com