astronomía, agujeros negros, radiación de Hawking, astrofísica, física cuántica
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| Infografía que describe la mejor teoría actual sobre la evolución de los agujeros negros primordiales (PBH). Crédito: Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA. |
08 mayo 2026.- Durante décadas, los agujeros negros fueron considerados eternos. La relatividad general de Einstein los describe como trampas perfectas: una vez que la materia cruza el llamado horizonte de eventos —ese límite de no retorno donde ni siquiera la luz puede escapar— queda atrapada para siempre. Hasta el último día del tiempo cósmico.
Pero hay un problema con ese retrato: la relatividad general es una teoría clásica. No contempla la naturaleza borrosa, probabilística e indeterminada del mundo cuántico. Y cuando incorporamos la mecánica cuántica al escenario, los agujeros negros dejan de ser eternos.
La radiación de Hawking: el reloj que marca el fin
En 1974, el físico Stephen Hawking publicó uno de los resultados más perturbadores de la física teórica moderna: los agujeros negros no son completamente negros. Emiten radiación.
De forma muy simplificada, la mecánica cuántica establece que el vacío no está realmente vacío: continuamente aparecen y desaparecen pares de partículas virtuales. Cerca del horizonte de eventos, puede ocurrir que una de esas partículas caiga hacia el agujero negro y la otra escape al exterior. El resultado neto es que el agujero negro pierde energía —y por tanto masa— poco a poco. A este proceso se le llama radiación de Hawking.
Cuanto menor es la masa de un agujero negro, mayor es la tasa de radiación de Hawking. Así, a medida que el agujero negro envejece, pierde masa, lo que lo hace radiar más, y así sucesivamente hasta evaporarse por completo. Es como un cubito de hielo que se derrite: cuanto más pequeño se vuelve, más rápido se funde.
Hawking calculó en su artículo original que la vida útil de un agujero negro es de aproximadamente 2 × 10⁶⁷ veces su masa al cubo (en masas solares) expresada en años. Dado que el universo tiene solo unos 10¹⁰ años de edad, los agujeros negros típicos son efectivamente inmortales en cualquier escala de tiempo práctica. Un agujero negro de masa solar tardaría en evaporarse más tiempo del que existe el universo multiplicado por sí mismo incontables veces.
El nuevo estudio: calculando el mínimo de vida de un agujero negro
Sin embargo, el cálculo de Hawking tiene un punto débil: asume que el efecto cuántico es lo suficientemente pequeño como para no afectar al espacio-tiempo clásico. Es un resultado semiclásico. Esta suposición se rompe cuando la masa de un agujero negro se vuelve mucho menor que la del Sol, lo que no es un gran problema para los agujeros negros ordinarios, pero sí lo es para los agujeros negros primordiales.
Los agujeros negros primordiales son objetos hipotéticos formados no por el colapso de estrellas, sino en los primeros instantes del Big Bang, cuando fluctuaciones de densidad del universo primitivo podrían haber colapsado directamente. Son mucho más pequeños que los agujeros negros estelares y han sido propuestos como posibles candidatos para explicar la materia oscura.
Un nuevo estudio publicado en arXiv por Eugenio Bianchi y colaboradores aborda precisamente esto: calcular la vida mínima de un agujero negro de una forma más rigurosa. Los autores asumen que el espacio-tiempo es asintóticamente semiclásico —es decir, que por muy extrañas que sean las cosas cuánticas cerca del horizonte, a suficiente distancia las aproximaciones de Hawking siguen siendo válidas— y que cualquier efecto de entropía de entrelazamiento se desvanecerá con el tiempo.
El resultado es sorprendentemente elegante: la vida mínima de un agujero negro de masa M es al menos M⁴/ℏ^(3/2), donde ℏ es la constante de Planck reducida. Una fórmula compacta que esconde siglos de física.
Las tres edades de un agujero negro
Quizás lo más revelador del estudio es que describe la evaporación de un agujero negro no como un proceso uniforme, sino como un ciclo con tres etapas bien diferenciadas.
La primera es la fase de radiación de Hawking estándar, durante la cual el agujero negro pierde masa gradualmente de forma relativamente predecible. La segunda es una fase de transición. Y la tercera es la fase de entrelazamiento, que requeriría una teoría completa de la gravedad cuántica para ser calculada con precisión, razón por la cual los autores no pueden estimar una vida máxima.
Es esta última fase la que guarda el hallazgo más sorprendente.
El momento en que un agujero negro parece su contrario
¿Qué es un agujero blanco? Es, en cierto modo, el opuesto matemático de un agujero negro. Mientras que un agujero negro solo absorbe y nunca expulsa, un agujero blanco solo expulsa y nunca absorbe. En la relatividad general son soluciones perfectamente válidas a las ecuaciones de Einstein, pero nunca se ha observado ninguno. La mayoría de los físicos los considera curiosidades matemáticas sin existencia real.
Lo que revela este estudio es que, dependiendo de la naturaleza de la gravedad cuántica, los agujeros negros pequeños podrían entrar en un período metaestable —es decir, un estado aparentemente estable pero que eventualmente cambiará— en el que el factor de corrimiento al rojo de su radiación se vuelve negativo. En ese caso, parecería que el agujero negro está empujando material hacia afuera en lugar de atraerlo. Exactamente como se comportaría un agujero blanco hipotético.
Si los agujeros negros primordiales existen, habrían tenido una fase de radiación de Hawking de unos mil millones de años aproximadamente, tras lo cual podrían haber entrado en esta fase metaestable en la que se asemejan a agujeros blancos.
No se convertirían en agujeros blancos en sentido estricto, sino que adoptarían ese disfraz durante un tiempo: objetos que, desde el exterior, se comportarían como si expulsaran materia y energía en lugar de engullirlas.
¿Por qué importa esto?
Este resultado abre dos ventanas fascinantes.
La primera es observacional: necesitaremos una teoría cuántica completa de la gravedad para estar seguros, pero el estudio justifica buscar activamente objetos que se parezcan a los agujeros blancos. Ninguno ha sido encontrado aún, pero este nuevo estudio significa que no podemos descartarlos. Si los agujeros negros primordiales existen y han entrado en esta fase, podrían estar ahí fuera esperando ser detectados.
La segunda es conceptual: el estudio conecta dos de los grandes misterios de la física —el destino final de los agujeros negros y la naturaleza de la materia oscura— con uno de los problemas más profundos de la física teórica: la reconciliación entre la gravedad y la mecánica cuántica.
Los agujeros negros no viven para siempre. Pero en su envejecimiento podrían adoptar una forma que durante milenios consideramos pura ficción matemática. La física, una vez más, resulta ser más extraña y más rica que cualquier cosa que hubiéramos imaginado.
Referencias:
Hawking, Stephen W. "¿Explosiones de agujeros negros?" Nature 248.5443 (1974): 30-31.
Bianchi, Eugenio, et al. " Vida útil mínima de un agujero negro. " *Preimpresión de arXiv* aarXiv:2605.03922 (2026).
