Un equipo de investigadores do Instituto Technion de Tecnoloxía de Israel, dirixidos polo físico Jeff Steinhauer, acaba de publicar en Nature un artigo no que se demostra, por primeira vez, a veracidade da predición que Stephen Hawking fixo en 1974: que os buracos negros evapóranse ao longo do tempo ata desaparecer por completo.
Segundo a teoría do xenial físico británico, en efecto, os buracos negros non son, a pesar do seu suxestivo nome, totalmente negros, senón que emiten partículas, unha tenue radiación que, na súa honra, foi bautizada como radiación Hawking e que extrae lentamente enerxía do buraco negro ata deixalo exhausto. Case desde o principio, a idea de Hawking foi dada por boa pola inmensa maioría dos científicos, aínda que polo momento resultou imposible de probar. Algo que si conseguiron Jeff Steinhauer e os seus colegas.
Nun experimento de laboratorio, en efecto, este equipo de físicos logrou "ver" á radiación Hawking en acción, cousa que a nosa tecnoloxía non permite aínda facer directamente no espazo, con buracos negros reais. Para conseguilo, os investigadores "fabricaron" un buraco negro virtual utilizando ondas de son e algunhas das formas de materia máis estrañas e frías do Universo.
Os buracos negros exercen unha gravidade tan forte que mesmo os fotóns (as partículas das que está feita a luz) non conseguen escapar cando son capturados. Doutra banda, a Mecánica cuántica dinos que o que nós coñecemos como "baleiro espacial" é, en realidade, un auténtico fervedoiro de "partículas virtuais" que entran e saen da existencia en pares de materia e antimateria.
Normalmente, e case nada máis aparecer, estas parellas de partículas virtuais aniquílanse unhas a outras. Pero na fronteira dun buraco negro, onde a gravidade é extrema, pode suceder que eses pares de partículas sepárense, unha absorbida polo buraco, a outra lanzada a toda velocidade ao espazo. A partícula que é absorbida ten enerxía negativa, o que reduce tanto a enerxía como a masa do buraco. Por iso, cantas máis destas partículas absorba o buraco negro, máis enerxía perderá, ata o punto de chegar a evaporarse por completo. As partículas "fuxitivas", pola súa banda, son o que coñecemos como radiación Hawking.
Nun buraco negro real, a radiación Hawking é tan débil que ninguén conseguiu medila. Por iso, desde hai anos buscábase a forma de observala en laboratorio. E agora, Steinhauer e o seu equipo conseguírono.
No seu experimento, os investigadores utilizaron o que se coñece como "condensado Bose-Einstein", unha forma de gas extremadamente frío, para imitar o horizonte de sucesos dun buraco negro, a fronteira invisible que, unha vez atravesada, non permite que nada poida regresar. No medio do gas, colocaron despois un obstáculo, unha especie de "cantil" que obrigaba ao gas para caer en forma de fervenza, convertendo así unha cantidade suficiente de enerxía potencial en enerxía cinética como para que o gas fluíse a unha velocidade maior que a do son.
Despois, e en lugar de pares de partículas materia antimateria, os físicos utilizaron parellas de fonóns, ou ondas de son cuántico, inmersas no fluxo de gas. O fonón que quedaba no lado "lento" conseguía viaxar en contra do fluxo de gas, afastándose da fervenza, mentres que a súa parella, o fonón ao lado "rápido", quedaba inevitablemente atrapado pola fervenza, o "buraco negro" de gas a velocidade supersónica.
Segundo explicou Steinhauer "é coma se tratases de ir contra unha corrente que flúe máis rápido do que podes nadar. Sentirías que estás a avanzar, pero en realidade vas cara atrás. E iso é análogo ao que lle sucede a un fotón que tenta saír dun buraco negro, pero ao que a gravidade fai ir en dirección contraria".
Stephen Hawking predixo que a radiación das partículas emitidas polo buraco negro permanecería nun espectro continuo de lonxitudes de onda e enerxías. E dixo tamén que sería posible describir o fenómeno cunha única temperatura, que só dependía da cantidade de masa que tivese o buraco negro. No seu experimento, Steinhauer e o seu equipo lograron confirmar as dúas predicións no interior do peculiar buraco negro sónico do seu laboratorio.
FONTE: José M.Nieves/abc.es/ciencia
