TL;DR:
- Un equipo del CUNY ASRC reprodujo en el laboratorio el proceso Penrose-Zeldovich sin un agujero negro real ni ninguna pieza que gire.
- El dispositivo es un anillo de resonadores electrónicos modulados en el tiempo para aparentar un giro más rápido que la luz; el estudio salió en Nature.
- Las ondas con la rotación correcta salieron amplificadas, un efecto con posible uso en comunicaciones inalámbricas, óptica y tecnología cuántica.
Un equipo del Centro de Investigación Científica Avanzada del CUNY Graduate Center (CUNY ASRC), en Nueva York, logró recrear en el laboratorio la física que permitiría extraer energía de un agujero negro en rotación, sin usar un agujero negro ni mover una sola pieza. En un estudio publicado en la revista Nature, los investigadores construyeron un aparato de radiofrecuencia que imita un giro ultrarrápido y, con él, amplificaron ondas electromagnéticas. El resultado convierte una idea teórica de hace más de 50 años en una herramienta experimental concreta, con posibles aplicaciones en comunicaciones, óptica y computación cuántica. No es energía sacada del cosmos: es un análogo controlado que reproduce el fenómeno sobre una mesa de laboratorio.
La idea de fondo viene de Roger Penrose, físico británico y premio Nobel de Física en 2020. Hace más de medio siglo propuso que, bajo las condiciones adecuadas, se podría extraer energía de un agujero negro que gira muy rápido. En su planteamiento, una partícula que entra en la ergosfera (la zona donde el propio giro del agujero arrastra el espacio-tiempo) se divide en dos: una mitad cae al agujero y la otra escapa con más energía de la que tenía la partícula original. Años después, el físico Yakov Zeldovich llevó esa idea a las ondas: predijo que una onda que se encuentra con un objeto girando lo bastante rápido también podía robarle energía a ese giro y salir amplificada.
Por qué la teoría de Zeldovich era imposible de comprobar
Durante décadas, el problema fue material. Para disparar el efecto que describió Zeldovich haría falta un objeto girando a velocidades altísimas, y ninguna materia conocida aguanta ese régimen: la fuerza centrífuga la despedazaría antes de llegar. Esa barrera dejó la predicción atrapada en las matemáticas, sin forma de bajarla a un laboratorio.
El equipo del CUNY ASRC le dio la vuelta al obstáculo con lo que llama rotación sintética. La rotación sintética es un truco de ingeniería que imita el giro ultrarrápido de un objeto sin mover ninguna pieza física. En vez de hacer girar algo, cambiaron a toda prisa las propiedades de un dispositivo, de modo que las ondas lo perciben como si estuviera rotando a velocidades imposibles.
Un anillo de resonadores que aparenta girar más rápido que la luz
Para lograrlo, construyeron un anillo de resonadores electrónicos y usaron una computadora para modificar sus propiedades electromagnéticas en una secuencia sincronizada, una tras otra. Aunque la placa nunca se movió, esos cambios encadenados crearon un patrón que recorría el anillo. Para una onda entrante, el sistema se comportaba como si girara a velocidad extrema, incluso por encima de la velocidad de la luz.
Cuando inyectaron ondas de radio con las características de rotación adecuadas, ocurrió lo que anticipaba la teoría. Hady Moussa, coautor principal del estudio y exestudiante de doctorado de la Iniciativa de Fotónica del CUNY ASRC, lo describió así:
"Las ondas con las características rotacionales apropiadas extrajeron energía del sistema y se amplificaron, reproduciendo la física esencial del proceso Penrose-Zeldovich. Nuestro método se apoya en metamateriales diseñados para controlar cómo se propagan las ondas."
El fenómeno tiene nombre técnico: superradiancia rotacional. La clave, según el equipo, es que el aparato no amplifica cualquier señal, sino solo las ondas cuya rotación encaja con el sistema.
"Nuestro enfoque facilita un nuevo método de interacción entre onda y materia, en el que las ondas con propiedades rotacionales seleccionadas extraen energía de una rotación sintética diseñada en el tiempo, produciendo una forma de amplificación selectiva de banda ancha."
Lo resumió Andrea Alù, investigador principal del proyecto, profesor distinguido y titular de la cátedra Einstein de Física del CUNY Graduate Center y director fundador de la Iniciativa de Fotónica del CUNY ASRC.
Qué gana la tecnología con amplificar ondas de esta forma
Como la rotación sintética puede imitar movimientos que ningún objeto real alcanzaría, el equipo tiene ahora una plataforma de laboratorio para estudiar regímenes físicos que de otro modo quedan fuera de alcance. Ahí es donde el trabajo salta de la astrofísica a la ingeniería práctica. Para Hadiseh Nasari, autora principal e investigadora posdoctoral del CUNY ASRC, el experimento abre una puerta más amplia:
"Este experimento exitoso lleva de la teoría a la práctica las ideas sobre dinámica rotacional extrema y crea una plataforma experimental versátil para explorar una amplia variedad de fenómenos en la intersección de la astrofísica, la física de ondas y la ciencia cuántica. El trabajo tiene implicaciones para avances en ciencia fundamental y en comunicaciones, óptica y fotónica."
Los usos que el propio grupo señala apuntan a terreno cotidiano de la tecnología:
- amplificar señales en comunicaciones inalámbricas,
- controlar la luz en óptica y fotónica,
- procesar información en sistemas cuánticos,
- diseñar chips fotónicos de nueva generación.
El siguiente paso, según los investigadores, es escalar el método desde las radiofrecuencias hasta la óptica y las escalas cuánticas. También advierten que falta trabajo antes de que estas ideas se conviertan en dispositivos reales. El proyecto recibió apoyo del Departamento de Defensa de Estados Unidos, la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) y la Fundación Simons.
Preguntas rápidas sobre el experimento
¿Los científicos crearon un agujero negro de verdad?
No. Construyeron un dispositivo de radiofrecuencia con metamateriales que reproduce la física del proceso Penrose-Zeldovich. No intervienen la gravedad extrema ni un agujero negro real. Se trata de un análogo de laboratorio que imita, con ondas y electrónica, el comportamiento de un objeto en rotación extrema.
¿Es una fuente de energía gratis o ilimitada?
No. La amplificación de las ondas proviene de la energía invertida en reconfigurar el sistema a toda velocidad, esa rotación sintética. El equipo del CUNY ASRC reproduce el fenómeno descrito por Penrose y Zeldovich, no una máquina de energía infinita.
¿Dónde se publicó el estudio?
En la revista Nature, en 2026. El trabajo lo firma el equipo de la Iniciativa de Fotónica del CUNY ASRC, con Hadiseh Nasari como autora principal, Hady Moussa como coautor principal y Andrea Alù como investigador principal.
Detrás del titular de película hay un análogo de mesa que reproduce una física imposible de montar de otra forma. Su valor inmediato es más terrenal: un banco de pruebas para amplificar ondas de manera selectiva, el tipo de ingrediente que la próxima generación de antenas, chips ópticos y sistemas cuánticos sabrá aprovechar.
