¿Pueden los agujeros negros dividirse en agujeros negros más pequeños?

Un nuevo estudio teórico de la Universidad del Sur de Dinamarca plantea que, bajo condiciones específicas y con una rotación extremadamente rápida, un agujero negro podría dividirse en dos o más agujeros negros más pequeños. Este fenómeno, aunque aún no demostrado, desafía las ideas clásicas sobre la irreversibilidad de estos objetos cósmicos.

Los agujeros negros, esos objetos espaciales tan enigmáticos, suelen concebirse como entidades individuales que vagan solitarias por el universo o que se ubican en el corazón de galaxias con una inmensa gravedad. Sin embargo, se sabe que estos gigantes pueden colisionar y fusionarse para formar agujeros negros más masivos. Pero, ¿qué sucede si la situación se invierte? ¿Es posible que un agujero negro se divida en dos o más agujeros más pequeños? Esto es precisamente lo que ha explorado un reciente estudio teórico llevado a cabo por investigadores de la Universidad del Sur de Dinamarca, publicado en la revista Physical Review D el 22 de octubre de 2026.

Según esta investigación, por norma general, la división de un agujero negro es altamente improbable. No obstante, bajo circunstancias muy concretas —especialmente si el agujero negro está girando a una velocidad extremadamente alta— la división podría ocurrir. Francesco Sannino, coautor del estudio y profesor de física en la Universidad de Nápoles Federico II y en el Centro de Teoría Cuántica de la Universidad del Sur de Dinamarca, explica el enfoque del trabajo: «En nuestro estudio, analizamos qué leyes físicas impiden normalmente que un agujero negro se divida en dos. También investigamos si ciertas condiciones favorecen que ocurra esta división».

El papel crucial de la entropía

Hasta la fecha, no se ha observado en la naturaleza ningún caso de agujeros negros que se hayan dividido. Los astrónomos todavía no han identificado evidencias ni candidatos para este fenómeno, lo cual no es sorprendente dada la complejidad del universo. La razón fundamental que sugiere que un agujero negro no puede dividirse tiene que ver con la entropía, un concepto termodinámico que mide el grado de desorden o la cantidad de configuraciones microscópicas compatibles con un estado físico macroscópico.

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La entropía gobierna qué procesos pueden ocurrir espontáneamente. Según la segunda ley de la termodinámica, en un sistema aislado la entropía no puede disminuir en un proceso espontáneo. Aplicado a un agujero negro que no rota, dividirlo en dos más pequeños reduciría la entropía total del sistema, algo prohibido por esta ley fundamental. Por tanto, dividir un agujero negro sería contraproducente desde el punto de vista físico.

La rotación puede cambiar las reglas del juego

Cuando el agujero negro gira con una velocidad cercana a su máximo teórico, la energía vinculada a esa rotación modifica las condiciones físicas, haciendo que el escenario de una división sea más plausible. En este contexto, la topología del proceso describe una forma conocida como «topología de pantalones». Imaginando la figura de un pantalón, con una abertura en la parte superior que se divide en dos piernas, la analogía sería que un agujero negro original se transforma en dos objetos separados representados por las «piernas» del pantalón.

Existe, sin embargo, una condición indispensable: que los nuevos agujeros negros puedan separarse efectivamente y no se recombinen. Como señala Sannino, «esta condición estrecha el rango de posibilidades, dejando en pie esta hipótesis sólo para agujeros negros que giran cerca de su velocidad máxima permitida».

Hipótesis más exóticas y dimensiones adicionales

Más allá de los planteamientos estándar, existen teorías que contemplan la posibilidad de que nuestro universo tenga dimensiones espaciales adicionales, más allá de las tres conocidas (arriba-abajo, adelante-atrás y izquierda-derecha). En modelos con dimensiones extras, algunos tipos de agujeros negros podrían exhibir inestabilidades que provocarían su fragmentación.

En estas geometrías extendidas, la entropía total del sistema podría aumentar tras la división, por lo que el proceso sería favorable desde el punto de vista termodinámico. No obstante, todavía quedan muchas preguntas abiertas. Como puntualiza Sannino, «aún no podemos cuantificar la probabilidad de que un agujero negro se divida, pues depende de cómo se comporte la gravedad más allá de la teoría de Einstein. Creemos que los pequeños agujeros negros primordiales, objetos hipotéticos formados en los primeros instantes del Big Bang, serían más propensos a esta división que los agujeros negros astrofísicos mucho más grandes».

Además, esta línea de investigación sugiere que se podría detectar la división indirectamente, por ejemplo, mediante telescopios de rayos gamma como el Fermi-LAT, que podrían captar señales provocadas por diminutos fragmentos de agujeros negros resultantes de estos procesos.

Nuevas fronteras de la astrofísica

Este estudio se suma a otras sorprendentes posibilidades, como la reciente propuesta de que agujeros negros supermasivos podrían tener sus propios sistemas planetarios, con millones de planetas que podrían crecer incluso más que Júpiter, según conversaciones y simulaciones de astrónomos como Bhupendra Mishra y Wladimir Lyra.

En definitiva, aunque la división de un agujero negro en múltiples fragmentos sigue siendo una idea teórica, abre fascinantes preguntas acerca de la naturaleza de estos objetos extremos y las leyes fundamentales del cosmos. La rotación extrema, las dimensiones extra y la física cuántica podrían ser piezas clave para entender esta posibilidad que desafía el conocimiento actual.

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