Agujeros blancos: qué son y diferencia con agujeros negros

Si un agujero negro lo absorbe todo sin dejar escapar nada, ¿qué pasaría con el reverso exacto de ese proceso? Esa pregunta lleva décadas rondando la física teórica, y la respuesta tiene nombre: agujeros blancos. Son una de las predicciones más extrañas que emergen de las ecuaciones de Einstein, y aunque nunca se ha observado ninguno, tampoco la matemática los prohíbe del todo.

Acá vas a encontrar una explicación sin rodeos de qué son los agujeros blancos, en qué se diferencian de los agujeros negros, qué dice la física sobre su posible existencia y por qué algunos cosmólogos los siguen tomando en serio.

Qué es un agujero blanco

Un agujero blanco es, en términos formales, una solución a las ecuaciones del campo gravitatorio de Einstein. No es un objeto observado ni confirmado: es una región hipotética del espacio-tiempo que funciona exactamente al revés que un agujero negro.

Mientras un agujero negro absorbe materia y energía sin dejar escapar nada —ni siquiera la luz—, un agujero blanco las expulsa. Ningún objeto puede ingresar a su interior ni permanecer dentro de él por tiempo indefinido. Solo puede salir material de ahí.

Según la Wikipedia, la definición técnica es clara: un agujero blanco es el reverso temporal de un agujero negro. Si tomás las ecuaciones que describen cómo cae materia dentro de un agujero negro y revertís la dirección del tiempo, obtenés un agujero blanco.

La posibilidad de su existencia fue propuesta por el cosmólogo soviético Ígor Nóvikov en 1964 y desarrollada por Nikolái Kardashov. Ambos trabajos se basaron en la solución de Kruskal-Schwarzschild de las ecuaciones de la relatividad general.

Diferencia entre agujero negro y agujero blanco

La confusión entre ambos conceptos es comprensible, porque comparten varias propiedades. Pero su comportamiento fundamental es opuesto. Acá la diferencia central:

Ambos comparten propiedades como masa, carga eléctrica y momento angular. Ambos generan atracción gravitacional sobre la materia cercana. Pero un objeto que cae hacia un agujero blanco nunca llegaría a cruzar su horizonte de sucesos: simplemente no puede entrar.

El horizonte de sucesos en cada caso

En un agujero negro de Schwarzschild existe lo que la física describe como un horizonte "futuro": una región de la que es imposible salir una vez que se ha ingresado. El tiempo mismo queda curvado hacia adelante, hacia la singularidad.

El agujero blanco corresponde al horizonte "pasado" de esa misma solución matemática. Es una región de la que solo se puede salir, donde es imposible permanecer. Los matemáticos lo llaman la solución máximamente extendida de la métrica de Schwarzschild.

¿Los agujeros negros se convierten en agujeros blancos?

Esta es una de las preguntas que más generan debate en cosmología teórica. La respuesta corta: algunos físicos lo proponen, pero no hay consenso.

Stephen Hawking demostró que los agujeros negros emiten lo que se conoce como radiación de Hawking: un flujo lento de partículas que, con el tiempo, hace que el agujero negro pierda masa hasta evaporarse. Hawking argumentó que si un agujero negro alcanza equilibrio térmico con un gas de radiación, la inversión temporal de ese sistema da como resultado un agujero blanco en equilibrio térmico equivalente.

Esto implica que los agujeros negros y blancos podrían tener una estructura recíproca: la radiación de Hawking de un agujero negro ordinario sería equivalente a la emisión de energía de un agujero blanco. No es una afirmación menor, pero sigue siendo un argumento teórico semiclásico, no una observación.

Desde la física cuántica de lazos, algunos investigadores proponen que cuando un agujero negro termina su ciclo de vida por evaporación, el proceso de rebote cuántico lo convertiría en un agujero blanco que expulsa toda la materia que alguna vez absorbió. Esta hipótesis explicaría qué pasa con la información que cae en un agujero negro —uno de los problemas abiertos más incómodos de la física contemporánea.

¿Pueden existir los agujeros blancos en la realidad?

La pregunta sobre la existencia de los agujeros blancos tiene respuestas matizadas dependiendo de a quién le preguntes.

La Wikipedia resume la postura mayoritaria: su existencia se considera imposible en la práctica, debido a las condiciones tan especiales que requiere. No hay ningún mecanismo físico conocido que pudiera formarlos. Un agujero negro se forma por colapso gravitacional de una estrella masiva —proceso bien documentado y observado—. Un agujero blanco no tiene equivalente en el universo observable.

El problema de la estabilidad

Otro obstáculo es la estabilidad. Los agujeros blancos serían objetos extremadamente inestables. Cualquier pequeña perturbación —materia cayendo cerca, por ejemplo— los haría colapsar rápidamente. No tendrían tiempo de ser detectados, incluso si llegaran a formarse.

El caso del agujero negro de Reissner-Nordström

Existe un escenario teórico más elaborado: el agujero negro de Reissner-Nordström, que incorpora carga eléctrica. En este caso, el agujero blanco hipotético funcionaría como la "salida" del agujero negro hacia otro universo, es decir, hacia otra región asintóticamente plana del espacio-tiempo. La carga eléctrica del sistema proporciona un mecanismo físico algo más razonable para construir posibles agujeros blancos, aunque sigue siendo especulativo.

Lo que sí sabemos sobre agujeros negros (para comparar)

Mientras los agujeros blancos permanecen en el terreno de la hipótesis, los agujeros negros tienen una base observacional sólida y creciente.

El 10 de abril de 2019, el consorcio internacional Telescopio del Horizonte de Sucesos presentó la primera imagen directa de un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87. México participó en ese logro a través del Gran Telescopio Milimétrico (GTM), ubicado en la Sierra Negra, Puebla, a 4,600 metros de altura.

La doctora Anna Lía Longinotti, investigadora del Instituto de Astronomía de la UNAM, ha explicado en foros académicos que el resplandor observable de los agujeros negros no proviene de su interior, sino de los discos de acreción: remolinos de gas y polvo que orbitan a velocidades enormes y se calientan antes de ser capturados. También pueden emitir jets relativistas, chorros de plasma acelerados a fracciones de la velocidad de la luz.

En noviembre de 2024, científicos reportaron en Nature Astronomy el destello más energético jamás observado proveniente de un agujero negro supermasivo, detectado originalmente en 2018 con el Observatorio Palomar en California. El agujero negro responsable tiene una masa de unos 300 millones de soles y está a unos 10 mil millones de años luz de la Tierra. Brilló con una intensidad 10 billones de veces superior a la del Sol.

Preguntas frecuentes sobre agujeros blancos

¿Un agujero blanco es lo mismo que un agujero de gusano?

No, aunque están relacionados matemáticamente. Un agujero de gusano (o puente de Einstein-Rosen) conectaría dos regiones del espacio-tiempo y requeriría tanto un agujero negro como un agujero blanco en sus extremos. El agujero blanco sería la salida; el negro, la entrada. Pero los agujeros de gusano también son hipotéticos y presentan problemas de estabilidad aún más severos.

¿Se ha observado alguna vez un agujero blanco?

No. Hasta la fecha no existe ninguna observación astronómica confirmada de un agujero blanco. Algunos eventos de alta energía han sido propuestos como candidatos en debates académicos, pero ninguno ha resistido el escrutinio como evidencia real.

¿Por qué la ciencia sigue estudiando algo que quizás no existe?

Porque emergen directamente de las mismas ecuaciones que predicen los agujeros negros, que sí existen. Entender los límites de una solución matemática —incluyendo sus partes no observadas— es parte del proceso de comprender la gravedad a nivel fundamental. Los agujeros blancos también son relevantes para debates sobre el destino de la información en los agujeros negros, uno de los problemas teóricos más activos en física actual.

¿Los agujeros negros realmente se transforman en agujeros blancos?

Es una hipótesis dentro de la física cuántica de lazos, no un hecho establecido. La idea es que, tras evaporarse completamente por radiación de Hawking, un agujero negro sufriría un rebote cuántico y emitiría toda la materia acumulada como un agujero blanco. Es especulativo pero matemáticamente coherente dentro de ese marco teórico.

¿Qué diferencia hay entre un agujero blanco y una estrella normal?

Ambos emiten energía hacia el exterior, pero los mecanismos son completamente distintos. Una estrella emite energía por fusión nuclear en su núcleo. Un agujero blanco, según la teoría, expulsaría materia y energía como consecuencia de su geometría espacio-temporal invertida, sin proceso termonuclear de por medio.