Por Canuto  

Un estudio teórico plantea que un agujero negro podría dividirse en dos, una posibilidad que las leyes de la termodinámica suelen dificultar. La ventana, sin embargo, sería muy estrecha: el objeto progenitor tendría que girar cerca de su velocidad máxima posible.
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  • La investigación explora una división de agujeros negros, a diferencia de las fusiones que ya se conocen.
  • La separación solo parecería viable si el agujero negro original gira a una velocidad extrema.
  • Los investigadores proponen buscar señales indirectas de fragmentos pequeños con telescopios de rayos gamma.

Una posibilidad distinta de la fusión

Cuando dos agujeros negros chocan, pueden fusionarse y formar uno más masivo; durante esos sucesos, la violencia del encuentro produce ondas gravitacionales, ondulaciones que atraviesan el espacio. Un equipo de investigadores examina ahora el proceso contrario: que un agujero negro individual se divida en dos. No se trata de una observación confirmada, sino de un escenario teórico que, según un artículo de la Universidad del Sur de Dinamarca, solo podría darse bajo condiciones muy exigentes.

La condición decisiva sería la rotación del agujero negro progenitor. El análisis plantea que tendría que girar cerca de la velocidad máxima posible, porque esa rotación ayudaría a que los dos objetos resultantes se alejen entre sí en vez de caer de inmediato uno sobre el otro y volver a unirse. Por eso, la propuesta no describe una conducta habitual de los agujeros negros, sino una excepción limitada a un régimen extremo.

El punto de partida del equipo es que las leyes físicas normalmente dificultan una bifurcación de este tipo. En particular, la termodinámica impone un obstáculo relacionado con la entropía, una magnitud que los científicos utilizan para describir el desorden de un sistema. Si la división hiciera disminuir esa entropía, el proceso quedaría fuertemente desfavorecido, aunque los investigadores estudian si la rotación permite abrir una ventana temporal para sortear esa restricción.

La distinción entre una posibilidad matemática y un fenómeno comprobado resulta central para interpretar el trabajo. Los autores no afirman que hayan detectado un agujero negro partiéndose ni ofrecen una probabilidad definitiva de que ocurra; exploran qué condiciones permitirían que el escenario fuera físicamente posible. La hipótesis también depende de cómo se comporte la gravedad más allá de la teoría de Einstein, una cuestión que el equipo todavía busca cuantificar.

La entropía y la estrecha ventana de rotación

Para explicar por qué la entropía complica la división, la investigación recurre a una comparación sencilla: una caja de crayones ordenados por colores tiene menos desorden que otra con los crayones dispersos. En esa analogía, volver a ordenarlos requiere una intervención y energía externa; de manera parecida, una reducción de entropía no ocurre libremente en un sistema aislado. La ruptura de un agujero negro, si disminuyera esa magnitud, chocaría con una de las reglas que suelen limitar los procesos físicos.

La rotación cambia el problema que estudian los autores, pero no elimina todas las dificultades. El equipo encontró una posible escapatoria para un agujero negro que gira con rapidez, aunque tuvo que considerar además el destino de los objetos recién formados. Si estos permanecieran demasiado cerca, la gravedad los haría reunirse de nuevo y la división no produciría dos agujeros negros separados de manera duradera.

Francesco Sannino, integrante del equipo, explicó que al incluir el requisito de separación la ventana de posibilidades vuelve a cerrarse en gran medida. Solo quedaría abierta, posiblemente, para agujeros negros que roten cerca de su velocidad máxima posible. La precisión de esa condición importa: no basta con que el objeto gire, sino que tendría que acercarse a un límite extremo.

El equipo también calculó cómo podría verse la división en la frontera externa del agujero negro, conocida como horizonte de sucesos. En sus modelos, esa superficie adoptaría una forma parecida a unos pantalones, con un agujero negro descendiendo por cada una de las dos “piernas”; los investigadores llaman a estas configuraciones topologías de par de pantalones. La imagen describe la geometría propuesta para el proceso, no una forma que alguien haya observado directamente.

Qué podría revelar una señal futura

Los cálculos sugieren que la división sería más probable si uno de los dos agujeros negros resultantes fuera considerablemente más pequeño que el otro. Esa desigualdad aparece como una característica del escenario analizado, no como una proporción exacta: el equipo no ofrece una cifra para el tamaño relativo de ambos objetos. Sin una probabilidad única ni una medición de ese reparto, todavía no es posible estimar cuán frecuente sería el fenómeno.

Sannino indicó que la probabilidad depende de cómo se comporte la gravedad más allá de la teoría de Einstein y que los investigadores trabajan para cuantificar esa dependencia. También planteó que los agujeros negros primordiales pequeños podrían tener más posibilidades de dividirse que los agujeros negros astrofísicos mucho mayores. La comparación señala una expectativa del equipo, pero no constituye una conclusión observacional.

La búsqueda, si llega a ser posible, sería indirecta y podría concentrarse en señales de alta energía. Sannino mencionó que telescopios de rayos gamma como Fermi-LAT podrían buscar indicios de pequeños fragmentos de agujeros negros que quizá se formen. Esa propuesta no equivale a una detección anunciada: plantea una vía para investigar fragmentos que, de existir en el escenario descrito, podrían dejar señales identificables.

La investigación, titulada When black holes admit pair-of-pants topologies, apareció el 22 de octubre en la revista Physical Review D. Por ahora, su aporte consiste en delimitar una posibilidad matemática y señalar qué condiciones habría que examinar: una rotación casi extrema, la separación efectiva de los dos objetos y una teoría de la gravedad que permita calcular la probabilidad. Las observaciones futuras tendrán que establecer si esas condiciones dejan rastros en el universo.

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