Un nuevo estudio plantea que en 2023 se pudo detectar la explosión de un agujero negro. Algo que resulta de lo más interesante porque, si fuese así, tendríamos una oportunidad fantástica de explicar muchas cosas. Pero, ¿cómo podría explotar un agujero negro? ¿Qué implica eso?
La explosión de un agujero negro podría ser una pista esencial
En 2023, un neutrino se estrelló contra la Tierra con una energía tan grande que, según la teoría, no debería haber sido posible. De hecho, no se conoce ninguna fuente en el universo capaz de producir algo así. Para ponernos en contexto, hablamos de una energía 100 000 veces mayor que la de la partícula de mayor energía que se haya conseguido generar con el Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador de partículas más potente del mundo. Sin embargo, un equipo de físicos de la Universidad de Massachusetts Amherst ha planteado que un evento así podría producirse en un caso muy concreto.
Específicamente, cuando se produce la explosión de un tipo de agujero negro del que no hay certeza sobre su existencia. Algo a lo que llaman agujero negro primordial cuasi-extremal. En el trabajo, el equipo de investigadores busca cómo explicar ese neutrino aparentemente imposible. Además, sugiere que esta partícula podría ayudarnos a entender algo mucho más profundo: la naturaleza fundamental del universo. Sabemos que los agujeros negros existen y, a grandes rasgos, entendemos bien su ciclo de vida más conocido, el de los agujeros negros de masa estelar.
El procedimiento es sencillo de explicar: una estrella masiva agota su combustible, colapsa, estalla en una supernova y deja tras de sí una región del espacio-tiempo con una gravedad tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Estos agujeros negros son más masivos que las estrellas como el Sol y, en la práctica, son objetos muy estables. En 1970, Stephen Hawking planteó que podría existir otro tipo: los agujeros negros primordiales. No nacerían del colapso de una estrella, sino de las condiciones del universo poco después del Big Bang.
Un agujero negro primordial es solo un objeto teórico, pero…
De momento, los agujeros negros primordiales son puramente teóricos. Lo importante es que, de existir, compartirían una característica esencial con los agujeros negros normales. Su densidad sería tan alta que casi nada podría escapar. Eso sí, podrían ser mucho menos masivos que los agujeros negros que hemos observado hasta ahora. Además, Hawking también mostró que, si se dan las condiciones adecuadas, los agujeros negros primordiales podrían emitir partículas lentamente mediante un mecanismo llamado radiación de Hawking (planteado por el propio físico).
Como explican los investigadores, cuanto más ligero es un agujero negro, más caliente debería ser y más partículas emitiría. A medida que un agujero negro primordial se evapora, se vuelve cada vez más ligero y, por tanto, más caliente. Eso hace que emita todavía más radiación, en un proceso desbocado que podría terminar en una explosión. Esa radiación sería, en principio, detectable con la tecnología de la que disponemos. Si algún día se observase una explosión así, la oportunidad sería enorme: podríamos obtener un catálogo definitivo de todas las partículas subatómicas.
No solo las que ya conocemos, como los electrones, quarks o bosones de Higgs, sino también las que solo se han teorizado (como las partículas de materia oscura). Incluso podríamos descubrir cualquier otra partícula que todavía sea completamente desconocida para la ciencia. El equipo de investigadores ya había sugerido, anteriormente, que estas explosiones podrían ocurrir con una frecuencia muy alta. Aproximadamente, debería suceder una cada década. Y que, con algo de suerte, los instrumentos de los que disponemos deberían captarla.
Una explosión de un agujero negro… ¿captada por primera vez?
Pero, hasta ahora, todo seguía siendo puramente teórico. Esto nos lleva a 2023: un experimento llamado Colaboración KM3NeT que registró un neutrino con una energía descomunal. Encajaba con lo esperable, pero había un problema… Otro experimento, el del Observatorio de neutrinos IceCube, también diseñado para capturar neutrinos de alta energía, no registró el evento. De hecho, ni siquiera había detectado nada con una centésima parte de su potencia. Si estas explosiones fuesen comunes, debería haber multitud de neutrinos muy energéticos.
¿Cómo se explica esa discrepancia? Los investigadores creen que los agujeros negros primordiales con una ‘carga oscura’ (a los que llaman cuasi-extremales) serían el eslabón perdido. Esa carga oscura sería, en esencia, una copia de la fuerza eléctrica pero con una versión muy pesada e hipotética del electrón, al que llaman ‘electrón oscuro’. Un agujero negro primordial con carga oscura no se comporta como dicen los modelos más sencillos sobre agujeros negros. El equipo cree que su modelo, más complejo, no solo puede explicar el neutrino: también podría ayudar a entender la materia oscura.
Si esa carga oscura fuese real, podría haber una cantidad importante de agujeros negros primordiales, algo compatible con otras observaciones. Y por si no fuese suficiente, añaden que podríamos estar cerca de verificar, de manera experimental, la radiación de Hawking, conseguir indicios tanto de agujeros negros primordiales como de nuevas partículas más allá del Modelo Estándar y, quizá, incluso entender por fin qué es la materia oscura. Pero para eso, será necesario entender mejor qué pudo provocar que ese neutrino tuviese una energía tan alta…
Estudio
El estudio es M. Baker, J. Iguaz Juan, A. Symons y A. Thamm; «Explaining the PeV neutrino fluxes at KM3NeT and IceCube with quasiextremal primordial black holes». Publicado en la revista Physical Review Letters el 18 de diciembre de 2025. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
