Hay pocas cosas en el universo tan poco dadas a compartir como un agujero negro. Todo lo que cae dentro se queda dentro, y durante décadas la física también ha dado por hecho que un agujero negro no se divide. Uno entra y uno sale, como en las discotecas con política estricta de acompañantes.

Ahora un equipo de físicos teóricos propone que esa norma podría tener letra pequeña. Su trabajo, publicado en Physical Review D, plantea que un agujero negro que gire a una velocidad extrema podría, en teoría, partirse en dos. Conviene dejarlo claro desde el principio: nadie ha visto ocurrir algo así. Es un resultado matemático y no una noticia del tipo «se ha roto un agujero negro en Andrómeda». Aun así, la idea tiene su encanto.

Unos pantalones en el espacio-tiempo

Los autores son Giacomo Cacciapaglia (CNRS y Sorbonne Université), Manuel Del Piano y Vania Vellucci (Universidad del Sur de Dinamarca) y Francesco Sannino (Universidad de Nápoles Federico II y Universidad del Sur de Dinamarca). Han estudiado lo que en la jerga se llama una topología de «pantalones». El nombre tiene su lógica. Si dibujas el horizonte de sucesos del agujero negro a lo largo del tiempo, primero ves un único tubo, que en un momento dado se bifurca en dos «perneras». Es una de esas metáforas de la física teórica que suenan a broma y que se usan muy en serio.

El gran obstáculo para que salgan esos pantalones es termodinámico. Los agujeros negros tienen entropía, una medida de su desorden interno, y está ligada al tamaño de su horizonte. Si un agujero negro que no gira se dividiera en dos, la entropía total bajaría, y las leyes de la termodinámica no ven con buenos ojos que el desorden del universo disminuya por las buenas. Por eso el estudio califica la división de «termodinámicamente desfavorable». Dicho en cristiano: no va a pasar.

El truco está en girar muy, muy rápido

Aquí aparece el resquicio. Según los cálculos del equipo, la rotación cambia las cuentas. Un agujero negro que gira muy deprisa podría esquivar esa barrera de la entropía y quedar en condiciones de dividirse. Es como si una peonza cósmica, a fuerza de dar vueltas, se ganara el derecho a desdoblarse.

Pero falta un segundo requisito, y es el que más recorta la idea. No basta con que el agujero negro pueda partirse: los dos trozos tienen que conseguir alejarse el uno del otro en vez de volver a fusionarse al momento. Con esta condición, la ventana de posibilidades se cierra casi del todo. Solo quedaría abierta, quizá, para los agujeros negros que giran cerca de su velocidad máxima posible. Vamos, que el universo no prohíbe del todo el divorcio, pero exige una situación extremísima para concederlo.

El trabajo deja además dos matices curiosos:

• Con dimensiones extra la cosa cambia. En teorías que suponen dimensiones espaciales adicionales a las tres que conocemos, la división podría hasta salir favorable desde el punto de vista termodinámico, sobre todo cuando uno de los fragmentos es mucho más pequeño que el otro. Los autores insisten en que el hecho de que la termodinámica lo permita no significa que ocurra.
• El tamaño importa. Los agujeros negros primordiales, unos hipotéticos agujeros diminutos que se habrían formado en el universo temprano, se partirían con más facilidad que los grandes agujeros negros astrofísicos.

El propio Sannino evita vender humo con la probabilidad del fenómeno:

«Todavía no podemos dar una probabilidad única de que un agujero negro se divida». Francesco Sannino, según ScienceDaily.

¿Cómo se pillaría a un agujero negro en plena separación?

Aquí la cosa se complica, porque los agujeros negros no avisan antes de hacer nada. Según los investigadores, la detección tendría que ser indirecta. Si durante choques y fusiones de agujeros negros se desprendieran fragmentos minúsculos, estos podrían dejar señales en rayos gamma. Sannino menciona telescopios de rayos gamma como Fermi-LAT, de la NASA, como candidatos para buscar esas huellas.

De momento no hay ninguna observación que lo respalde. Lo que existe es un mapa teórico que indica en qué rincón tan concreto del universo convendría mirar. Hasta que alguien encuentre una señal, los agujeros negros siguen con su fama de indivisibles, aunque ahora con un asterisco.

Por qué importa

Los agujeros negros son el laboratorio extremo donde chocan la gravedad, la termodinámica y, en el fondo, la física cuántica. Cada vez que alguien encuentra un resquicio en una regla que dábamos por sólida, aprendemos qué partes de la teoría son de verdad inamovibles y cuáles dependen de condiciones concretas. Este estudio no dice que los agujeros negros se partan a diario. Dice que, si alguno lo hace, será uno que gire casi al máximo, y propone dónde buscar la prueba. Si algún día aparece, habrá que reescribir unos cuantos libros de texto. Y, de paso, los pantalones más raros del cosmos.