Ecuación #50: Los Agujeros Negros

descripción de la imagen

Por

26 January 2019

Décadas después que Isaac Newton propuso su Ley Universal de la Gravedad, hubo quienes reflexionaron más detenidamente sobre sus implicaciones. Uno de ellos fue el presbítero John Michell, que en 1784 hizo los cálculos para saber cuál debería ser la masa de un objeto con una gravedad tan poderosa que ni la luz pueda escapar de su superficie. Luego en 1915 la Teoría de la Relatividad de Einstein confirmó que la luz es afectada por la gravedad y que, al menos matemáticamente, existen objetos infinitamente pequeños pero con suficiente masa para tragarse estrellas completas con su fuerza de gravedad. El único problema: nadie había observado un objeto así.

En 1964 un cohete despegó de Nuevo México, EE. UU. con un contador de rayos-X. Durante su vuelo fue perturbado por una fuente muy poderosa de estos rayos. Después de apuntar telescopios y otros instrumentos hacia esa misteriosa fuente, la sorpresa de los astrónomos fue inmensa. Los rayos X eran el producto de gases supercalientes de una masiva estrella que estaba siendo succionada por un objeto que no podían ver. Observaciones más detalladas y cálculos matemáticos confirmaron sus sospechas: habían descubierto el primer agujero negro. Le llamaron Cygnus X-1.

La vida de las estrellas está dominada por dos fuerzas. Una es la presión que ejercen hacia afuera sus constantes reacciones nucleares. La otras es su propia gravedad, que hala hacia adentro. Durante todo el ciclo de vida estas fuerzas están en balance, pero cuando el combustible nuclear se acaba, la gravedad se impone. Si la estrella es suficientemente grande y masiva, comprime toda su materia a un punto infinitamente pequeño y denso llamado “singularidad”. De este objeto ya nada puede escapar, ni siquiera la luz. La fuerza de gravedad es tan potente que modifica el tejido del espacio y el tiempo a su alrededor.

Antes que llegara el renombrado astrofísico Stephen Hawking, se pensaba que estas colosales máquinas de destrucción no dejaban escapar absolutamente nada. Pero este científico inglés, a pesar de sufrir una terrible parálisis y confinado a una silla de ruedas, logró ver más allá de la naturaleza destructiva de estas “singularidades”. Con sofisticadas formulaciones logró comprobar que a un ritmo extremadamente lento pero constante, de su borde se logran escapar minúsculas partículas. Describió esta radiación con la siguiente fórmula:

S = (Ac3)/(4?G)

La ecuación es el resultado de combinar elegantemente varias ramas de la física: relatividad (c, G), geometría (A), cuántica (?) y termodinámica (S). Su publicación en 1974 convirtió a Hawking en el astrofísico más aclamado de su generación, porque revelaba que los agujeros negros eventualmente se evaporan. Partícula por partícula, desaparecen. A uno formado de una estrella como nuestro sol le tomaría 10^64 años evaporarse (un 1 seguido por 64 ceros).

Aunque Hawking había hecho un fantástico descubrimiento, conlleva una paradoja. Si un agujero negro se evapora, efectivamente borra del cosmos todas las propiedades (información) de lo que una vez estuvo dentro de él. Pero esto es imposible. Una ley fundamental de la física es que la información siempre debe conservarse, de una forma u otra. Así que en la búsqueda de una solución para esta paradoja se han propuesto ideas alucinantes sobre la naturaleza.

Unos dicen que la información no se pierde, sino que termina en un universo paralelo creado por el núcleo del mismo agujero negro. Otros proponen que se preserva en el borde, implicando que todo lo que hay dentro es un holograma o “reflejo” de lo que hay en esa frontera. Pero esto abre la puerta a una idea muy loca: que nuestro propio universo sea un holograma; que en realidad existimos como una proyección en el borde del cosmos, en donde sucede todo lo que percibimos como realidad.

(Recientemente se confirmó la existencia de un agujero negro con la masa de 4 millones de soles en el centro de nuestra galaxia. Para más detalles, visite el sitio web: http://52ecuaciones.xyz).

Ingeniero Aeroespacial

salvadoreño, radicado en Holanda

cornejo@52ecuaciones.xyz