Científicos descubren una posible forma de que los agujeros negros se dividan en dos

Los agujeros negros son conocidos por fusionarse cuando colisionan, pero un reciente estudio teórico plantea la intrigante posibilidad de que un único agujero negro pueda dividirse en dos. La investigación, publicada en Physical Review D, sugiere que los agujeros negros que giran a velocidades extremadamente altas podrían romperse, desafiando las leyes físicas que normalmente los mantienen intactos.

El estudio, titulado "Cuando los agujeros negros admiten topologías de par de pantalones", fue realizado por un equipo de investigadores liderado por Francesco Sannino, profesor de física en la Universidad de Nápoles Federico II y el Centro de Teoría Cuántica de la Universidad de Dinamarca del Sur. Junto a él, trabajaron Giacomo Cacciapaglia, investigador del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, y otros colaboradores del mismo centro.

El obstáculo principal para que un agujero negro se divida radica en la termodinámica, específicamente en el concepto de entropía, que mide las diferentes configuraciones posibles de un sistema. Un agujero negro posee entropía, y dividirlo en dos agujeros más pequeños disminuiría la entropía total, un proceso que resulta termodinámicamente desfavorable.

No obstante, los investigadores encontraron que esta situación podría cambiar drásticamente si un agujero negro gira a una velocidad excepcionalmente alta. Sus cálculos sugieren que una rotación rápida podría abrir una brecha en las leyes físicas que impiden la división, permitiendo que un agujero negro giratorio rápidamente supere las restricciones termodinámicas habituales.

Sin embargo, incluso si un agujero negro pudiera dividirse, los dos nuevos objetos tendrían que separarse lo suficiente para evitar fusionarse nuevamente. Sannino destacó que "los dos agujeros negros resultantes deben ser capaces de separarse en lugar de caer nuevamente juntos inmediatamente". Este requisito limita las posibilidades de división a agujeros negros que giran cerca de su velocidad máxima.

El título del estudio hace referencia a la forma que trazaría el horizonte de un agujero negro si ocurriera tal división. Este horizonte, que es la frontera del agujero negro, comenzaría como una única estructura antes de separarse en dos ramas distintas, asemejándose a un par de pantalones.

Además, los investigadores exploraron escenarios más inusuales que involucran teorías en las que el espacio tiene dimensiones adicionales más allá de las tres que experimentamos cotidianamente. En algunos de estos modelos teóricos, se han identificado objetos similares a agujeros negros que pueden volverse inestables y comenzar a fragmentarse. Estas posibilidades sugieren que las reglas familiares que rigen los agujeros negros podrían no aplicarse de la misma manera bajo condiciones más exóticas.

Aunque actualmente no existe una observación confirmada de un agujero negro dividiéndose, el equipo de investigación está trabajando para comprender mejor la probabilidad de que estos eventos ocurran. Sannino mencionó que "no podemos dar aún una probabilidad única para que un agujero negro se divida, ya que depende de cómo se comporta la gravedad más allá de la teoría de Einstein". Se espera que los agujeros negros primordiales, más pequeños, sean más propensos a dividirse que los agujeros negros astrofísicos mucho más grandes.

La posibilidad de detectar fragmentos de agujeros negros pequeños durante fusiones podría ofrecer una vía para investigar esta idea. Telescopios de rayos gamma, como Fermi-LAT, podrían buscar señales de fragmentos diminutos que podrían formarse durante estos eventos, proporcionando pistas valiosas sobre el comportamiento de la gravedad en algunas de las condiciones más extremas del universo.