Un experimento arroja nueva luz sobre el mayor misterio de los agujeros negros: ¿cómo emiten la radiación de Hawking?
La radiación de Hawking nunca se ha observado en un agujero negro real, pero un ingenioso experimento de laboratorio acaba de desvelar un mecanismo que podría explicar cómo nace este esquivo fenómeno cuántico y acercarnos a una futura teoría de la gravedad cuántica.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Imagen conceptual de la simulación óptica del horizonte de sucesos en laboratorio: un haz de luz azul se curva como si cayera en un agujero negro artificial, mientras partículas doradas emergen del centro representando la radiación de Hawking. El experimento revela cómo esta radiación podría generarse y retroalimentar el sistema. Crédito: IA-Copilot-RexMolón Producciones
Durante medio siglo, la radiación de Hawking ha ocupado un lugar casi mítico en el campo de la física. En 1974, el físico teórico y astrofísico británico Stephen Hawking sorprendió a la comunidad científica al demostrar que los agujeros negros no son completamente negros. Aunque la gravedad de estos fascinantes objetos es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar de ellos, las leyes de la mecánica cuántica predicen que deberían emitir una tenue radiación y, con el paso de un tiempo inconcebiblemente largo, acabar evaporándose lentamente.
El problema es que esa radiación de Hawking es tan extraordinariamente débil que nunca ha podido detectarse en un agujero negro real. Para uno con una masa similar a la del Sol, la temperatura asociada a la radiación de Hawking sería de apenas unas decenas de milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto (-273,15 °C), completamente enmascarada por la radiación de fondo del universo.
Por eso, desde hace años, los físicos recurren a sistemas de laboratorio capaces de reproducir algunos de los fenómenos que ocurren cerca del horizonte de sucesos.
El hallazgo: un mecanismo mucho más simple de lo esperado
Ahora, un equipo internacional de investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias (Israel), el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) de México y la Universidad de Paderborn (Alemania) ha dado un paso importante para comprender cómo podría originarse realmente esa radiación. Sus resultados, publicados en la revista Nature, proponen un mecanismo mucho más sencillo de lo que se pensaba hasta ahora, y muestran experimentalmente, además, que esa radiación no solo se produce, sino que también modifica el propio sistema que la genera.
Hasta ahora, la explicación dominante describía la aparición de la radiación de Hawking como el resultado de una compleja cascada de procesos cuánticos encadenados. Sin embargo, al combinar modelos teóricos con experimentos extremadamente precisos realizados en una fibra óptica que actúa como un análogo del horizonte de sucesos de un agujero negro, los investigadores llegaron a una conclusión inesperada: el fenómeno puede surgir mediante un proceso directo, sin necesidad de esa larga secuencia de interacciones.
Qué es el horizonte de sucesos de un agujero negro
Recordemos que el horizonte de sucesos es la frontera invisible que rodea a un agujero negro. Una vez que cualquier objeto —incluida la luz— la atraviesa, ya no puede escapar de su enorme gravedad. Es precisamente en las inmediaciones de esta superficie donde la mecánica cuántica predice que se origina la radiación de Hawking, convirtiéndola en uno de los escenarios más fascinantes y enigmáticos de la física moderna.
🗣️ «Esto simplifica la comprensión teórica y abre nuevas formas de calcular los efectos en este tipo de sistemas. Incluso podría arrojar luz sobre cómo surge la radiación de Hawking en el contexto de la gravedad —explica el físico Lorenzo M. Procopio, actualmente investigador del Instituto de Sistemas Cuánticos Fotónicos (PhoQS) y del Departamento de Física de la Universidad de Paderborn.
Procopio dirigió el proyecto durante su etapa en el Instituto Weizmann y participó tanto en el desarrollo experimental como en el análisis de los resultados.
Un agujero negro recreado en una fibra óptica
Naturalmente, los científicos no han creado un agujero negro en el laboratorio. Lo que han construido es un análogo gravitacional, un sistema físico que reproduce matemáticamente algunos de los fenómenos que tienen lugar cerca del horizonte de sucesos.
En este caso, el experimento utiliza pulsos de luz que viajan por una fibra óptica. En determinadas condiciones, esos pulsos alteran las propiedades del medio de una forma muy similar a como un agujero negro deforma el espacio-tiempo. Esto permite estudiar procesos equivalentes a los que, según la teoría, deberían producirse alrededor de un horizonte de sucesos real.
Este tipo de experimentos pertenece al campo de la denominada gravedad analógica, una disciplina que emplea fluidos, condensados de Bose-Einstein —un estado de la materia que se forma cuando un grupo de átomos se enfría hasta temperaturas próximas al cero absoluto, ondas superficiales o sistemas ópticos para investigar fenómenos que, de otro modo, serían completamente inaccesibles.
Recreación artística de la tenue radiación de Hawking escapando de las inmediaciones del horizonte de sucesos de un agujero negro. Crédito: IA-DALL-E-RexMolón Producciones
La gran novedad: la radiación también modifica el sistema
Uno de los aspectos más relevantes del nuevo trabajo es que los investigadores no solo observaron el mecanismo de generación de la radiación, sino también su llamada retroalimentación (back-reaction), es decir, el efecto que esa radiación ejerce sobre el propio sistema del que emerge.
Hasta ahora, la mayoría de los modelos consideraban la radiación de Hawking como un producto pasivo. Sin embargo, el nuevo estudio demuestra de forma experimental que la emisión altera el comportamiento del campo que la genera.
Este detalle tiene una enorme importancia conceptual. Así es, en un agujero negro real, esa interacción sería precisamente la responsable de la pérdida gradual de masa asociada a la evaporación propuesta por Hawking. Comprender cómo se produce esa retroalimentación constituye uno de los grandes desafíos para conectar la relatividad general con la mecánica cuántica.
➡️ «Observar este efecto en un entorno de laboratorio controlado ofrece una oportunidad única para estudiar fenómenos que serían prácticamente inaccesibles en el universo real debido a las enormes escalas implicadas», señalan los autores.
Un puente entre dos teorías incompatibles
La radiación de Hawking ocupa un lugar singular en la física, porque conecta tres pilares fundamentales de la ciencia moderna: la relatividad general de Einstein, la mecánica cuántica y la termodinámica.
Mientras la relatividad describe el comportamiento de la gravedad a gran escala, la mecánica cuántica gobierna el mundo de las partículas elementales. Ambas teorías funcionan extraordinariamente bien por separado, pero siguen siendo incompatibles cuando intentan describir fenómenos extremos, como el interior de un agujero negro o el origen del universo.
Precisamente por eso, cualquier avance que permita comprender mejor la radiación de Hawking puede aportar pistas sobre una futura teoría de la gravedad cuántica, uno de los grandes objetivos de la física contemporánea.
Los propios autores son prudentes. No afirman haber resuelto el misterio de los agujeros negros, pero sí haber identificado un mecanismo que podría ser común tanto a otros sistemas análogos como, quizá, a los propios campos gravitatorios.
Aunque observar directamente la radiación de Hawking en el espacio siga siendo, con toda probabilidad, una misión imposible para la tecnología actual —e incluso para la del futuro previsible—, estos experimentos demuestran que el laboratorio puede convertirse en una ventana privilegiada para explorar algunos de los fenómenos más extremos del cosmos. A veces, comprender el universo no exige viajar hasta un agujero negro situado a miles de millones de años luz, sino aprender a recrear, con extraordinaria precisión, sus leyes fundamentales en apenas unos metros de fibra óptica. ▪️(3-julio-2026)
ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
PREGUNTAS & RESPUESTAS: Radiación de Hawking y Agujeros Negros
🔭 ¿Qué es la radiación de Hawking?
Es una radiación cuántica que, según la teoría propuesta por Stephen Hawking, deberían emitir los agujeros negros debido a efectos de la mecánica cuántica cerca del horizonte de sucesos.
🔭 ¿Se ha observado alguna vez?
No en agujeros negros reales. Solo se ha reproducido mediante experimentos de gravedad analógica realizados en laboratorio.
🔭 ¿Qué demuestra este nuevo estudio?
Que la radiación puede generarse mediante un mecanismo más sencillo de lo que se pensaba y que esa radiación también modifica el sistema que la produce.
🔭 ¿Se ha creado un agujero negro en el laboratorio?
No. Los científicos utilizaron una fibra óptica que reproduce matemáticamente algunos procesos equivalentes a los que ocurren cerca del horizonte de sucesos.
🔭 ¿Por qué este trabajo es importante?
Porque ayuda a comprender mejor la relación entre gravedad y mecánica cuántica y podría aportar nuevas pistas hacia una futura teoría de la gravedad cuántica.
LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
La radiación de Hawking sigue sin detectarse directamente en el universo.
Un experimento publicado en Nature propone un mecanismo mucho más sencillo para explicar su origen.
El estudio utiliza un modelo de gravedad analógica basado en fibra óptica.
Los investigadores observan por primera vez cómo la radiación modifica el sistema que la genera.
El hallazgo podría contribuir a comprender mejor la futura gravedad cuántica y la evolución de los agujeros negros.
ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
Información facilitada por la Universidad de Paderborn
Fuente: Procopio, L. M., Aguero-Santacruz, R., Bermudez, D. et al.Backreaction of stimulated Hawking radiation in an optical analogue. Nature (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-026-10720-3
