Convierten un agujero negro en un motor térmico ✛ ✦

Original: "Holographic heat engines for Schwarzschild black holes"
arXiv:2607.03749 · 2026-07-04 · CC BY 4.0 · 1 min
Físicos demuestran por primera vez que un agujero negro puede funcionar como un motor térmico ideal.

En el motor de un coche, el gas se calienta y empuja el pistón. Un agujero negro es capaz de lo mismo: ya en los años 70, Jacob Bekenstein y Stephen Hawking comprendieron que los agujeros negros tienen temperatura y entropía (una medida de información oculta que depende del área del horizonte). Por lo tanto, se pueden integrar en una máquina térmica: solo hay que comprimir y expandir el «espacio» a su alrededor.

Los autores colocaron el agujero en una esfera-cilindro imaginaria. Al cambiar su tamaño, hacían que el agujero realizara trabajo gracias a la gravedad. Debido a la dilatación del tiempo cerca del horizonte (corrimiento al rojo), la temperatura en las paredes cambia de manera inusual. Las simulaciones numéricas mostraron que la máxima eficiencia se alcanza con calentamiento y enfriamiento cíclicos; es casi igual al límite teórico. Sin embargo, debido a los efectos cuánticos del propio espacio-tiempo curvado, el ideal absoluto es inalcanzable. Esta «casi idealidad» es extremadamente sensible a los detalles de la geometría: un motor así podría poner a prueba las teorías de la gravedad, ya que los más mínimos errores se manifestarían de inmediato.

No se descarta que incluso la singularidad del interior del agujero participe en esto. El concepto de «horizonte estirado» de Kip Thorne anticipó este tipo de enfoque.

Con el máximo calentamiento, las pérdidas de este motor son comparables a la fricción de una sola molécula: así de cerca está del ideal.

S = \frac{\pi r_h^2}{G}
Relaciona el área del horizonte del agujero negro con su entropía
\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}
Máxima eficiencia posible de una máquina térmica entre dos temperaturas
Científicos
Stephen HawkingJacob BekensteinJohn Archibald WheelerFritz ZwickyKarl SchwarzschildSubrahmanyan Chandrasekhar
Conceptos
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