Hasta no hace mucho, la idea de que un agujero negro pudiera morir parecía puramente teórica. Se les imaginaba eternos, creciendo sin un final aparente. Pero en los años 70, Stephen Hawking propuso lo impensable: que incluso estos monstruos cósmicos pierden energía poco a poco al emitir radiación, evaporándose lentamente a lo largo de eones, en un proceso tan lento que parecía inobservable. Ahora, un grupo de científicos cree que ya hemos detectado señales de la muerte de uno de ellos, y que la señal llegó en forma de una sola, pero extraordinaria, partícula.
Un neutrino imposible detectado en el Mediterráneo
Todo habría comenzado en 2023, cuando un neutrino –una partícula casi sin masa capaz de atravesar planetas enteros sin apenas interactuar con la materia– cruzó la Tierra con una energía descomunal y dejó perplejos a los científicos.
Transportaba unas 100.000 veces más energía que cualquier partícula creada en el Gran Colisionador de Hadrones, convirtiéndose en uno de los eventos más extremos jamás observados. ¿Su origen? Nadie lo sabe con certeza, pero físicos de la Universidad de Massachusetts Amherst, en un estudio publicado enPhysical Review Letters, proponen una explicación audaz: podría ser el rastro final de un agujero negro en evaporación.
El evento fue detectado únicamente por KM3NeT, un observatorio de neutrinos instalado en el fondo del mar Mediterráneo. La energía registrada superó en alrededor de cien veces los máximos eventos observados por IceCube, el gran detector situado en la Antártida, que opera desde hace más tiempo y abarca un volumen de observación mucho mayor.
Lo desconcertante es que IceCube no registró nada similar en ese momento. Estadísticamente, sería razonable esperar que hubiera sido el primero en captar un fenómeno de tal magnitud; de hecho, nunca ha observado nada comparable. Pero no sucedió así. La partícula, catalogada como KM3-230213A, parecía casi imposible y, sin embargo, ocurrió.
Agujeros negros primordiales: reliquias del big bang
Los agujeros negros convencionales, nacidos del colapso de estrellas masivas, difícilmente pueden explicar un fenómeno así. Pero existe otra posibilidad: los llamados agujeros negros primordiales, objetos hipotéticos formados en las condiciones extremas que siguieron al big bang. Estos cuerpos podrían ser diminutos –incluso del tamaño de un átomo– y, a lo largo de miles de millones de años, evaporarse lentamente mediante la radiación de Hawking.
El desenlace llegaría cuando el agujero negro ya hubiese perdido casi toda su masa. "Cuanto más ligero es un agujero negro, más caliente debería estar y más partículas emitirá", explica en un comunicado, Andrea Thamm, coautora del estudio y profesora de Física en la Universidad de Massachusetts Amherst. En esa fase final, añade la investigadora, la evaporación se dispararía y terminaría en una explosión cuya radiación podría ser detectable desde la Tierra.
Según el equipo, estos estallidos podrían no ser tan raros y producirse, en promedio, una vez por década en nuestra región galáctica. Lo que plantea entonces una pregunta inquietante: si estos agujeros negros explotan con cierta regularidad, ¿por qué casi nunca detectamos esas explosiones?
La paradoja de la detección y la "carga oscura"
Ahí aparece el verdadero enigma. Si los agujeros negros primordiales liberan neutrinos de altísima energía en su etapa final, deberíamos haber detectado muchos más eventos similares. Y, sobre todo, IceCube –el mayor observatorio de neutrinos del mundo– tendría que haber visto algo comparable al suceso registrado por KM3NeT. Pero no ocurrió.
Para resolver la paradoja, los investigadores proponen un escenario más exótico: "agujeros negros primordiales casi extremales" dotados de una hipotética "carga oscura", una versión desconocida del electromagnetismo asociada a partículas igualmente hipotéticas, como el llamado electrón oscuro.
Según el modelo, esa carga haría a estos agujeros negros extraordinariamente estables durante gran parte de su existencia. Sin embargo, al llegar a una fase final crítica, el equilibrio se rompería y la emisión de energía se concentraría en un episodio muy intenso, dominado por partículas de energías extremadamente altas y con relativamente poca radiación de menor energía. Esto ayudaría a explicar por qué solo KM3NeT registró un evento tan extremo mientras otros detectores no observaron señales comparables.
¿La clave para entender la materia oscura?
La propuesta va aún más lejos. Si el modelo es correcto, estos diminutos agujeros negros podrían ser, además, un posible candidato para explicar la materia oscura, uno de los grandes enigmas del universo. Según cálculos del estudio, cada uno tendría una masa de apenas unos 320 kilos comprimidos en un volumen mucho menor que un átomo y estaría disperso por toda la galaxia, invisible hasta el instante de su desaparición final.
El modelo también debe encajar con otra pieza del rompecabezas: la radiación gamma que debería acompañar a una explosión de este tipo. El observatorio HAWC, que vigilaba la región del cielo correspondiente, no detectó ninguna señal. Sin embargo, a energías tan extremas, los sensores podrían saturarse y dificultar la detección de la señal, por lo que serán necesarios instrumentos más sensibles para confirmar o descartar esta posibilidad.
Por ahora, todo sigue siendo terreno teórico. Ni los agujeros negros primordiales ni ese hipotético "sector oscuro" han sido observados directamente, y el modelo se apoya en hipótesis sobre los primeros instantes del universo, una etapa donde la física aún es altamente especulativa. Además, como recuerda Study Finds, toda la propuesta descansa en un único evento: fascinante, sí, pero estadísticamente insuficiente.
Aun así, lo que está en juego es enorme. Si la interpretación se confirma, ese neutrino "imposible" no solo revelaría la existencia de agujeros negros primordiales, sino que podría convertirse en la primera evidencia observacional de la radiación de Hawking, ofrecería una posible explicación para la materia oscura y obligaría a ampliar el propio Modelo Estándar de la física de partículas. Un hallazgo capaz de cambiar nuestra comprensión del universo.
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