Un equipo de investigadores ha logrado recrear en un laboratorio las condiciones físicas necesarias para observar un fenómeno que, hasta ahora, había sido prácticamente imposible de comprobar de manera directa: la capacidad de los agujeros negros en rotación para ceder parte de su energía a las ondas que interactúan con ellos. Esta idea ha circulado en la física durante más de medio siglo, y el nuevo experimento la ha puesto a prueba mediante un sistema análogo a un agujero negro.
La teoría fue propuesta por el físico Roger Penrose en 1969. En términos generales, plantea que un agujero negro en rotación no solo absorbe materia y radiación, sino que, bajo ciertas condiciones, también puede transferir parte de la enorme energía almacenada en su giro. Durante décadas, esta posibilidad fue considerada únicamente una predicción teórica, ya que observar el fenómeno directamente alrededor de un agujero negro resulta prácticamente imposible.
Un enfoque innovador
La solución más evidente parecía ser construir un objeto que girara de manera similar a un agujero negro y comprobar si las ondas podían extraer energía de él. Sin embargo, esta idea se encontraba con una limitación fundamental: el fenómeno solo aparece cuando el objeto gira a velocidades extremas, comparables a las que existen alrededor de un agujero negro. Hasta ahora, ningún dispositivo mecánico construido ha podido acercarse a ese régimen.
Es aquí donde destaca la solución del equipo del Centro de Investigación Científica Avanzada de la City University of New York (CUNY). En lugar de intentar hacer girar un objeto real, optaron por una estrategia completamente diferente. Construyeron un anillo formado por pequeños circuitos electrónicos diseñados para responder con gran intensidad a determinadas frecuencias, similar a cómo una copa de cristal vibra al escuchar la nota exacta.
Resultados sorprendentes
Aunque ninguno de los componentes resonadores se mueve físicamente, las ondas que atraviesan el dispositivo perciben ese patrón como si estuvieran interactuando con un objeto que gira a velocidades extremadamente altas. Gracias a esta “rotación sintética”, los investigadores lograron reproducir las condiciones exigidas por la teoría y observar que las ondas salían amplificadas, obteniendo energía del propio sistema, tal como se había predicho para los agujeros negros en rotación.
Al hacer pasar ondas por el dispositivo, los investigadores observaron exactamente el comportamiento que la teoría había anticipado durante más de cinco décadas. Las ondas abandonaban el sistema con más energía de la que tenían al entrar. Este fenómeno representaba una transferencia de energía procedente del propio sistema, que imitaba la rotación de un agujero negro. El resultado constituye una demostración experimental de la llamada superradiancia rotacional, vinculada a agujeros negros. Aunque el experimento no reproduce la gravedad extrema ni el horizonte de eventos de una estructura gravitacional similar, sí recrea las mismas condiciones físicas responsables de este intercambio de energía.