Tras 50 años sin pruebas, físicos aportan evidencia de la teoría de Hawking con un tramo de fibra óptica

Un grupo de físicos de Alemania, Israel y México encontró una manera de asomarse a donde los científicos no pueden llegar directamente — al mecanismo de nacimiento de la radiación en el borde de un agujero negro — y lo hizo no en el espacio, sino en un laboratorio, sobre un cable de fibra óptica.

Se trata de la llamada 'radiación de Hawking' — un efecto que el físico Stephen Hawking predijo ya en la década de 1970. Según sus cálculos, los agujeros negros no solo absorben materia, sino que también emiten una tenue radiación. Detectarla directamente en el espacio aún no ha sido posible: la señal es demasiado débil frente a las enormes distancias. Por eso los científicos crean análogos en laboratorio que se comportan de forma similar.

El nuevo trabajo lo realizó un físico de la Universidad de Paderborn junto con colegas del Instituto Weizmann en Israel y del centro científico mexicano Cinvestav. Simularon el proceso de generación de la radiación de Hawking en un medio óptico no lineal y, paralelamente, realizaron un experimento con un análogo del horizonte de sucesos en fibra óptica — el límite tras el cual un agujero negro empieza a 'absorber' la luz o la materia.

Hasta ahora se pensaba que el nacimiento de esa radiación era un proceso complejo y de varias etapas, en el que intervienen varios mecanismos cuánticos a la vez. Los cálculos y los experimentos del equipo mostraron una imagen distinta: el efecto podría deberse a un único mecanismo simple y directo. Esto simplifica la descripción teórica y ofrece a los físicos una forma más cómoda de calcular efectos similares — no solo en sistemas ópticos, sino, posiblemente, aplicable a la propia gravedad.

Además, el experimento confirmó por primera vez de manera visible que la radiación no solo abandona el sistema, sino que influye activamente en él, es decir, que existe retroalimentación. Para los agujeros negros reales esto significa que la radiación de Hawking puede influir en si mantienen el equilibrio o si pierden masa de forma gradual. Observar ese tipo de retroalimentación en las condiciones de un agujero negro real es imposible debido a las colosales escalas del fenómeno, por lo que el modelo de laboratorio se convirtió en una oportunidad rara para estudiarlo en condiciones controladas.

Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Nature. Los autores señalan que esos análogos de laboratorio no sustituyen a las observaciones de agujeros negros reales, pero permiten comprender mejor la física de los procesos que están en la base de la hipótesis sobre la naturaleza cuántica de la gravedad.