El LHC es un acelerador de partículas de 27 kilómetros de largo construido bajo la frontera entre Suiza y Francia. Fue diseñado principalmente para crear bosones de Higgs, que en ese momento eran la última pieza que faltaba en el modelo estándar de física de partículas (la física de partículas es la rama de la física que estudia los constituyentes…). Los bosones de Higgs son partículas que ayudan a explicar por qué otras partículas tienen masa.
En 2009, esta máquina estuvo en el centro de una controversia. Surgió la pregunta de si el instrumento podría crear agujeros negros que podrían destruir la Tierra.
El LHC se puso en marcha con éxito en noviembre de 2009. Los detectores ATLAS y CMS, que monitorean los resultados de las colisiones de partículas, pronto encontraron rastros de bosones de Higgs. Pero hasta ahora, el LHC no ha creado ningún agujero negro.
Sin embargo, Stephen Hawking no descartó la posibilidad de que el LHC pudiera crear agujeros negros. En general, se piensa que los agujeros negros son los restos colapsados de estrellas masivas. Pero en realidad, cualquier masa podría convertirse en un agujero negro (En astrofísica, un agujero negro es un objeto masivo cuyo campo gravitatorio es tan intenso…) si se comprimiera lo suficiente. Incluso un solo par protón-antiprotón, acelerado casi a la velocidad de la luz y chocando, podría formar un agujero negro si se concentrara suficiente energía en un espacio lo suficientemente pequeño.
Al mismo tiempo, si el LHC hubiera tenido éxito en la creación de agujeros negros, habría significado el fin de la ambición de los físicos de investigar cada vez más profundamente en la materia. La gravitación acabará imponiendo un límite a esta exploración (Exploración es el hecho de buscar con la intención de descubrir algo desconocido): al concentrar demasiado la energía, ésta acabará creando un agujero negro, haciendo que todos los datos relativos a colisiones desaparecer de los instrumentos.
La cuestión de hasta dónde podemos reducir la escala de observación antes de que la gravedad se haga cargo es fundamental para la búsqueda de una «teoría del todo», que unificaría todas las fuerzas de la naturaleza. Era el sueño de Einstein, y también es el sueño de muchos físicos en la actualidad.
Esta información proviene del libro «El origen del tiempo» de Thomas Hertog, un antiguo colaborador de Stephen Hawking. En este libro relata la vida y obra inacabada del célebre físico. 24,90 € en Amazon.
¿El riesgo para la Tierra?
Volvamos a la aprensión de que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) podría crear inadvertidamente un agujero negro capaz de engullir la Tierra. Esta idea, aunque espectacular, sin embargo parece más ciencia ficción (La ciencia-ficción, pronunciada /sjɑ̃s.fik.sjɔ̃/ (abreviado como…) que realidad. De hecho, si el LHC fuera capaz de crear agujeros negros, lo harían haber sido extremadamente pequeño y se habría evaporado casi instantáneamente. La evaporación de un agujero negro puede parecer sorprendente a primera vista. Después de todo, un agujero negro generalmente se describe como un objeto celeste (una estrella, u objeto celeste es un objeto del Universo Las reglas de acceso y…) tan denso y masivo que nada, ni siquiera la luz, puede escapar a su fuerza de gravedad ¿Cómo podría evaporarse un objeto así?
La evaporación proviene de una teoría propuesta por el físico británico Stephen Hawking. Según esto, un agujero negro no es completamente negro, sino que emite una pequeña cantidad de partículas, la llamada «radiación de Hawking». Esta emisión se debe al efecto de la mecánica cuántica cerca del horizonte de sucesos (El horizonte de sucesos es la región del espacio-tiempo en la que a…) del agujero negro, la frontera (Una frontera es una línea imaginaria que separa dos territorios, en particular dos…) de la que nada puede escapar.
Imagen de ilustración Pixabay
En el caso de un agujero negro producido hipotéticamente por el LHC, este agujero negro sería tan pequeño que emitiría una gran cantidad de radiación de Hawking y se evaporaría casi instantáneamente. Esta emisión también sería tan intensa que podría ser detectada por los instrumentos del LHC. Sin embargo, hasta ahora no se ha observado ningún rastro de tales agujeros negros. Entonces, a pesar de la preocupación inicial, parece que el LHC no es capaz de producir agujeros negros.
En realidad, la naturaleza está haciendo lo que el LHC está tratando de hacer, pero mucho más intensamente y en una escala mucho mayor. Los rayos cósmicos, partículas de alta energía del espacio exterior, golpean constantemente la atmósfera de la Tierra. La energía de estas partículas suele ser mucho mayor que la de las partículas aceleradas por el LHC.
Entonces, si las colisiones de partículas de alta energía pudieran crear agujeros negros peligrosos, la Tierra (y todos los demás cuerpos celestes) habrían sido tragados hace mucho tiempo. Pero todavía estamos aquí, lo cual es una evidencia empírica bastante sólida de que los agujeros negros creados de esta manera son inofensivos. De hecho, al igual que los hipotéticos agujeros negros del LHC, los agujeros negros creados por los rayos cósmicos serían infinitamente pequeños y se evaporarían instantáneamente a través de la radiación de Hawking.
¿Y para el FCC, que será casi 8 veces más potente que el LHC?
El Future Circular Collider -o Future Circular Collider (FCC)- será el sucesor del LHC (ver nuestra noticia: FCC: este colosal acelerador de partículas del futuro hace que el LHC parezca un juguete). Il devrait faire plus du triple de la longueur du LHC, avec un tunnel circulaire de 91 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l’unité de base de longueur du Système…) sous la France et Suiza. Su objetivo: hacer retroceder los límites de energía e intensidad de los colisionadores de partículas para alcanzar energías de colisión de 100 TeV, frente a los 13 TeV del LHC como máximo.
Ruta prevista para la FCC
La FCC vuelve a plantear dudas sobre la posibilidad de crear agujeros negros. Sin embargo, aunque el FCC es capaz de generar colisiones de partículas de alta energía nunca antes vistas en el laboratorio, es importante tener en cuenta la perspectiva que discutimos anteriormente.
Recuerde que los rayos cósmicos naturales superan con creces la energía de las colisiones producidas incluso por este futuro súper colisionador. Y, sin embargo, los rayos cósmicos no lograron engullir a la Tierra en un agujero negro. Además, los principios fundamentales de la física también se aplicarán a la FCC. Entonces, si bien los detalles de los experimentos en la FCC diferirán de los del LHC, los mismos principios básicos aseguran que la FCC, como el LHC antes, no presente riesgo de crear un agujero negro destructivo.