La radiación Hawking describe partículas hipotéticas formadas por el límite de un agujero negro. Esta radiación implica que los agujeros negros tienen temperaturas que son inversamente proporcionales a su masa.

Por decirlo de otro modo, cuanto más pequeño es un agujero negro, más caliente debería brillar.

Aunque nunca se ha observado directamente, la radiación de Hawking es una predicción apoyada por modelos combinados de relatividad general y mecánica cuántica. Lleva el nombre del eminente físico Stephen Hawking, quien, en 1974, publicó un artículo titulado Explosiones de agujeros negros… argumentando a favor de su existencia.

Si se demuestra que es real, la radiación de Hawking significaría que los agujeros negros pueden emitir energía y, por tanto, reducir su tamaño, con el más pequeño de estos objetos increíblemente densos explotando rápidamente en un soplo de calor (y el más grande evaporándose lentamente a lo largo de billones de años en una brisa fría).

¿Por qué deberían brillar los agujeros negros?

Cuando la materia entra en un agujero negro, queda efectivamente encerrada lejos del resto del Universo. Esto también elimina una medida de desorden; una característica que los físicos llaman entropía.

Como esta eliminación de materia deja al Universo menos desordenado, se pensó que rompía la segunda ley de la termodinámica.

Un estudiante de física de Princeston, en Estados Unidos, llamado Jacob Bekenstein, señaló que el límite que rodea el espacio más afectado por la demencial gravedad de un agujero negro -una «superficie» llamada horizonte de sucesos- debería aumentar de área siempre que la materia cayera en él.

Mostró cómo esta área representa la medida de la entropía que de otro modo se perdería, una sugerencia que debería resolver la paradoja.

Hawking no estaba tan seguro. La entropía es otra forma de describir la energía térmica, que necesariamente emite radiación. Si un horizonte de sucesos tiene entropía, debería brillar de alguna manera, lo que significa que los agujeros negros no serían tan negros después de todo.

En sus esfuerzos por refutar la aparentemente absurda sugerencia de Bekenstein, Hawking la discutió con otros físicos e intentó demostrar mediante modelos matemáticos que no era posible.

En cambio, descubrió que los agujeros negros realmente parecen brillar con luz fría.

¿Cómo producen los agujeros negros la radiación de Hawking?

El proceso físico que hay detrás de la emisión de partículas desde las proximidades del horizonte de sucesos de un agujero negro es bastante complejo, y depende de una sólida comprensión de las matemáticas de la teoría cuántica de campos.

Se describe comúnmente como el resultado de que dos partículas «virtuales» gemelas que surgen de forma natural del vacío se separan por la gravedad. Normalmente se recombinan y se anulan, pero en este caso la separación deja que una mitad de cada par escape como radiación real.

De hecho, la propia explicación popular de Hawking sobre las matemáticas describe partículas virtuales fugaces afectadas por la gravedad extrema, con una mitad del par eliminando masa del agujero negro gracias a que la gravedad extrema proporciona a la partícula energía negativa.

Otros físicos opinan que esta descripción «localizada» de partículas que se separan sobre una línea imaginaria es un poco engañosa.

Aunque necesitaríamos una teoría completa del papel de la gravedad en la mecánica cuántica para mapear esta interacción adecuadamente, las conclusiones de Hawking muestran cómo el espacio curvo puede alterar la mezcla de propiedades cuánticas en los campos cercanos a un horizonte de sucesos, hasta el punto de que los agujeros negros «dispersan» algunas características mientras dejan otras intactas. Son estas propiedades intactas las que se asemejan a las temperaturas específicas de la radiación, y pueden hacer que un agujero negro se encoja.