Hay ideas que parecen sacadas de la ciencia ficción, pero que surgen directamente de ecuaciones muy reales. Entre ellas, la posibilidad de que un agujero negro explote —literalmente— en los próximos años. No como resultado de una colisión cósmica, sino como parte de su vida natural. Aparentemente, ya no se trata de una especulación remota. Un equipo de físicos propone que la explosión de un agujero negro primitivo podría ser detectada antes de que termine esta década, con una probabilidad estimada de más del 90%. Y si eso sucede, estaríamos ante un evento que transformaría de manera radical nuestro conocimiento del universo.
La investigación, publicada en Physical Review Letters por científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst, ofrece algo que los físicos llevan décadas buscando: una señal directa de la radiación de Hawking. Esta es una predicción fundamental de la física teórica según la cual los agujeros negros no son completamente oscuros, sino que pueden emitir partículas y, eventualmente, evaporarse. Hasta ahora, nunca se ha observado este proceso en acción. Pero si el modelo propuesto es correcto, nuestros telescopios podrían detectar una de estas explosiones en los próximos diez años, y con ello, se abriría una nueva ventana a la física más profunda del cosmos.
Qué es un agujero negro primitivo y por qué podría explotar
Los agujeros negros conocidos se forman al final de la vida de ciertas estrellas. Son objetos enormes, con masas que van desde unas pocas veces la del Sol hasta millones de veces mayores, como los que habitan en el centro de las galaxias. Pero existe otra posibilidad: los agujeros negros primordiales, que no nacieron de estrellas, sino de las condiciones extremas del universo recién nacido, cuando tenía menos de un segundo de edad.
Estos agujeros negros primitivos (PBHs, por sus siglas en inglés) podrían tener masas mucho menores. Y es ahí donde las cosas se ponen interesantes. Cuanto más pequeño es un agujero negro, más caliente se vuelve y más rápido emite partículas, según las teorías de Stephen Hawking. Este proceso se acelera con el tiempo, lo que lleva finalmente a una explosión en forma de radiación de alta energía. Como señalan los autores, "un agujero negro radiará todas las partículas fundamentales con una masa inferior a su temperatura, independientemente de sus interacciones no gravitatorias" .
Esto significa que la explosión de un PBH sería una especie de “catálogo cósmico” de partículas fundamentales, tanto las conocidas como otras aún desconocidas. De producirse, podríamos tener por primera vez un inventario completo del “zoológico de partículas” que componen nuestro universo. Es una promesa sin precedentes para la física de partículas y la cosmología.
¿Por qué ahora? La clave está en la “carga oscura”
Hasta ahora, se pensaba que estos agujeros negros pequeños debían estar explotando constantemente, pero que eran demasiado escasos como para que uno apareciera cerca de la Tierra. Según cálculos previos, la posibilidad de detectar una de estas explosiones era tan baja que se estimaba un evento cada 100.000 años. Pero el nuevo trabajo da un giro a este pronóstico.
Los investigadores proponen un modelo que modifica una suposición clave: que los PBHs no tienen carga. En lugar de eso, postulan que estos agujeros negros pueden tener una carga eléctrica “oscura”, es decir, una forma de carga que interactúa solo con un sector hipotético del universo conocido como “materia oscura”.
Este nuevo planteamiento se basa en un modelo teórico llamado dark QED, una versión paralela de la electrodinámica cuántica que incluye partículas como un "electrón oscuro" muy masivo. Según los autores, los PBHs con esta carga pueden entrar en un estado llamado cuasiextremal, que reduce su temperatura y ralentiza drásticamente la emisión de radiación . En este estado, permanecen “dormidos” durante miles de millones de años, hasta que un efecto conocido como efecto Schwinger oscuro los descarga bruscamente y desencadena la explosión.
Este retraso en la evaporación implica que agujeros negros con masas más bajas —que habrían explotado hace tiempo si fueran neutros— podrían seguir existiendo hoy, listos para estallar en cualquier momento. El resultado: un incremento espectacular en la tasa esperada de explosiones cercanas y, por tanto, en la probabilidad de detectarlas.
Qué podemos observar y qué significaría
Si este fenómeno ocurre, lo que veríamos sería una ráfaga de rayos gamma de alta energía, sin una “estela” de baja energía posterior. Según el modelo, los observatorios actuales como HAWC y LHAASO podrían captar el evento si ocurre a menos de 0,1 pársecs de la Tierra, es decir, dentro de un rango astronómicamente cercano. Este tipo de observación sería única, y permitiría confirmar la existencia de los PBHs, así como de la radiación de Hawking, predicha hace ya cinco décadas pero nunca observada directamente.
Además, el tipo y la energía de las partículas emitidas revelarían si existen partículas aún desconocidas. Como explica el paper, "la señal de rayos gamma de un agujero negro en explosión codifica información sobre todas las partículas fundamentales con masas inferiores a la escala de Planck" . Esta explosión sería, por tanto, un experimento natural con acceso a energías mucho mayores que cualquier acelerador de partículas terrestre.
De confirmarse, estaríamos ante uno de los descubrimientos más importantes de la historia de la física, comparable con la detección de ondas gravitacionales o la imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro. Según los autores, debemos estar preparados, porque ya tenemos la tecnología necesaria para observarlo.
Una apuesta teórica sólida, pero aún por probar
El modelo es innovador, pero no improvisado. Se apoya en formulaciones rigurosas de la relatividad general, la mecánica cuántica y la física de partículas más allá del modelo estándar. El artículo ofrece cálculos detallados de la evolución temporal del agujero negro con carga oscura, su temperatura y su masa, y cómo estas variables se relacionan con la probabilidad de explosión hoy en día.
Además, el equipo ha considerado tanto restricciones observacionales directas (como los datos de telescopios de rayos gamma) como indirectas (como las señales de fondo cósmico de microondas y la nucleosíntesis del Big Bang). Y aun así, los números permiten una tasa de explosiones de hasta 10.000 por parsec cúbico al año, dependiendo de los parámetros del modelo .
Esto no significa que una explosión sea segura, pero sí que, dentro de este marco teórico, hay una posibilidad real de que ocurra. En palabras del propio artículo: "la probabilidad de observar un agujero negro en explosión durante los próximos 10 años podría superar el 90%".
Lo que está en juego: reescribir la historia del universo
Más allá del impacto técnico, este fenómeno podría cambiar nuestra visión completa del universo. Confirmaría que la materia oscura tiene interacciones electromagnéticas propias, abriría la puerta a nuevas partículas, y proporcionaría una forma completamente diferente de estudiar la física de altas energías.
Además, resolvería de una vez por todas el misterio de si los agujeros negros realmente se evaporan, como predijo Hawking, y nos permitiría observar ese proceso en tiempo real. La detección directa de la radiación de Hawking no solo sería una victoria teórica, sino una prueba experimental clave de la gravedad cuántica, el sueño pendiente de la física moderna.
En resumen, no estamos simplemente ante una curiosidad astrofísica, sino ante una posible revolución científica. Y no se trata de esperar siglos: puede que solo falte una década o menos. De ahí el mensaje insistente de los autores: hay que estar preparados. Porque si el universo decide mostrarnos uno de sus secretos mejor guardados, debemos tener los ojos bien abiertos.
Referencias
- Michael J. Baker, Joaquim Iguaz Juan, Aidan Symons y Andrea Thamm. Could We Observe an Exploding Black Hole in the Near Future?, Physical Review Letters, 10 septiembre 2025. DOI: 10.1103/nwgd-g3zl
