¿Qué son los agujeros negros?

Velocidad de escape

En 1915 Albert Einstein publicó su revolucionaria Teoría General de la Relatividad. En ella se postula que el espacio y el tiempo se pueden unificar en un solo concepto: el espaciotiempo. Y la gravedad, en vez de considerarse como una fuerza, puede entenderse como la deformación del espaciotiempo. Los objetos con masa deforman el espaciotiempo modificando la trayectoria de otros objetos. Por eso los planetas orbitan el sol, por ejemplo. “La materia le dice al espaciotiempo cómo curvarse y el espaciotiempo le dice a la materia como moverse”, dijo John Archibald Wheeler. Incluso la trayectoria de la luz cambia al pasar cerca de un objeto masivo. Si la luz de una estrella lejana pasa cerca del sol, se curvará, haciendo parecer que la estrella está en una posición diferente a la que debería estar.

Otro físico, llamado Karl Schwarzchild, se propuso resolver las llamadas “ecuaciones de campo” que proponía Einstein y encontró algo sorprendente. Como seguramente has notado, es muy difícil para nosotros separarnos de la tierra: tan pronto saltamos, volvemos a ella. Un cohete tiene que moverse a 11.2 kilómetros por segundo o más para poder escapar de nuestro planeta. Esta es la llamada “velocidad de escape”.

Lo que Schwarzchild descubrió es que, matemáticamente, la velocidad de escape depende tanto de la masa como del tamaño del objeto del que quieres escapar. Mientras más grande la masa o más pequeño el radio, mayor es la velocidad de escape. Si un objeto de cualquier masa se hiciera lo suficientemente pequeño, la velocidad de escape puede alcanzar los 300,000 mil kilómetros por segundo, de manera que ni siquiera la luz podría escapar. A este fenómeno teórico se le llamó agujero negro y por mucho tiempo se pensó que eran sólo una curiosidad matemática. No hay nada que temer ¿o sí?

Agujeros negros

En los años 60 se descubrió que, si Einstein tenía razón, los agujeros negros tenían que existir en la naturaleza. Pero ¿cómo es posible que un objeto se comprima tanto? Hablemos de las estrellas.

Pongamos como ejemplo una estrella por lo menos 25 veces más grande que el sol. Su atracción gravitacional es muy grande, pero también lo son las fuerzas atómicas que empujan la masa hacia afuera. Eso hace que el tamaño de la estrella se mantenga estable. Pero, después de varios millones de años, la estrella consume todo su “combustible atómico”: ya no hay nada que empuje hacia afuera y entonces, de repente, se colapsa sobre sí misma, primero explota en forma de supernova y luego se convierte en un agujero negro.

Horizonte de eventos

La “frontera” del agujero negro se llama horizonte de eventos. Cualquier cosa que traspase esta frontera es absorbida por el hoyo negro para siempre, ningún tipo de materia, energía o información puede escapar. ¿Acaso eso no los haría invisibles? Pues sí: sólo se podrían detectar los efectos que provocan a su alrededor: por ejemplo, si absorbiera una gran cantidad de gas, este se calentaría tanto al irse acercando que produciría rayos equis, que sí podríamos detectar. Pero la única manera de realmente detectar uno es por medio de las ondas gravitacionales que producen al nacer o al colisionar con otro.

Singularidad

En el centro del agujero negro se encuentra un fenómeno de lo más extraño: una singularidad. Es un punto de enorme masa, pero sin volumen: no mide nada. Y es tan masivo que la curvatura del espaciotiempo es infinita. Es una región del universo tan extraña que hasta las leyes de la física y hasta las matemáticas dejan de funcionar. Algunos tipos de agujero negro podrían curvar tanto el espaciotiempo que conectarían con otras partes de nuestro universo e incluso con otros universos: se llaman puentes de Einstein-Rose o agujeros de gusano.

Origen

Además de los agujeros negros nacidos de estrellas, existen otros supermasivos, que se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias, jugando un papel importante en el desarrollo del universo.

¿Podría ser, incluso, que el big bang fuera la consecuencia de un agujero negro que comprimió toda la materia de un universo anterior y explotó después dando origen al nuestro? Algunos científicos piensan que es posible.

Por cierto, si la tierra se comprimiera al grado de convertirse en un agujero negro, sería del tamaño de ¡una canica!

¡CuriosaMente!