De agujeros negros

Según informa la "Astrophisical Journal Letter", recientemente astrofísicos americanos han descubierto en la constelación de Casiopeia, a 1800 millones de años-luz de la Tierra, en las cercanías de la galaxia IC10, un nuevo agujero negro.

Como casi todo el mundo desconoce, "un agujero negro es una región finita del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que provoca un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de dicha región".

Vayamos por partes:

Todas las masas, por el hecho de serlo -acuérdese, lo estudió en el Instituto- tienen un poder de atracción sobre el resto de las masas cercanas. Es lo que se llama fuerza de atracción de la gravedad, o gravedad a secas. En realidad lo que hacen las masas es deformar (curvar) el espacio-tiempo, pero dejémoslo estar por el momento.

Este poder de atracción es mayor cuanto mayor es la masa y disminuye con el cuadrado de la distancia, según ya descubrió el gran Newton.

Si nosotros lanzamos un objeto hacia arriba dicho objeto vuelve a caer debido a la gravedad, o fuerza de atracción de la Tierra, en nuestro caso. Pero si conseguimos lanzarle con la suficiente fuerza y velocidad el objeto no volverá a caer y se habrá escapado de la atracción terrestre. Esta velocidad límite es lo que se llama "velocidad de escape", que en el caso de la Tierra es de 11,2 Km/s.

Ahora imagínese por un momento, hágame el favor, que tuviésemos un objeto estelar de tal densidad de masa (masa por unidad de volumen), que su velocidad de escape sobrepasase la velocidad de la luz (la luz viaja a 300.000 Km/s, y no puede viajar a más velocidad, según quedó demostrado, al menos hasta el momento, por la Teoría de la Relatividad de Einstein); entonces dicho objeto se "tragaría" todo lo que encontrase a su alrededor y no dejaría escapar nada, ni siquiera la luz. De modo que no habría forma de verlo. Estaríamos ante un "agujero negro", nombre atribuido a John Archibald Wheeler, para poner de relieve su característica más llamativa.

Se cree que en el centro de la mayoría de las galaxias del Universo -unos 100.000 millones-, entre ellas la Vía Láctea, nuestra casa, existen algunos de estos simpáticos personajes.

"La curvatura del espacio-tiempo o 'gravedad de un agujero negro' debida a la gran cantidad de energía del objeto celeste provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada 'horizonte de sucesos'. El horizonte de sucesos separa la región de agujero negro del resto del Universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo la luz. Dicha curvatura es estudiada por la Relatividad General, que predijo la existencia de agujeros negros y fue su primer indicio. En los años 1970 Hawking y Ellis demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros. Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento angular L. Stephen Hawking, juntamente con Roger Penrose, define al agujero negro como 'un conjunto de sucesos del cual nada es posible escapar a gran distancia'. Aquí se hace popular la palabra 'singularidad', la cual se utiliza para describir en una palabra las condiciones sumamente especiales en las que se encuentran la densidad y el espacio-tiempo. Penrose define el término 'Singularidad desnuda' como el estado en donde la densidad y el espacio-tiempo son infinitos; este estado sólo se da dentro de un agujero negro.

Otros científicos inmersos en el estudio de los agujeros negros (antes de su denominación) fueron Carl Sagan, Werner Israel, Richard Feynman, y algunos más".

Bien pero, ¿cómo se forma un agujero negro? Tranquilo, yo se lo explico:

Las estrellas se forman a partir de grandes concentraciones de gas, principalmente hidrógeno. Debido a efectos gravitatorios los átomos de estos gases empiezan a chocar unos contra otros, generando un aumento de energía (un calentamiento), y provocando la aparición de elementos más pesados, empezando por el helio. La estrella se convierte en un monstruoso generador nuclear, que desprende enormes cantidades de energía, lo que le da su característica luminosidad. Esto ocurre hasta el momento en que los átomos llegan a alcanzar un equilibrio, a partir del cual dejan de contraerse. El Sol se encuentra en estos momentos en ese equilibrio. Mientras tanto, la estrella sigue acumulando gases, creciendo en tamaño, al mismo tiempo que sigue consumiendo su combustible natural; pero no indefinidamente, sino hasta el límite en que la estrella soporte su propia gravedad, a partir del cual la estrella "colapsa", se derrumba sobre sí misma. Este límite fue estudiado por el gran matemático y astrónomo hindú Subrahmanvan Chandrasekhar. Chandrasekhar calculó matemáticamente que la masa crítica sería igual a 1,5 veces la masa del Sol. A esta masa se le llama "límite de Chandrasekhar". Por debajo de este límite encontramos a las enanas blancas y las estrellas de neutrones, mientras que por encima estarían las gigantes rojas..., pero esa es otra historia.

¿Cómo pueden verse los agujeros negros?

Si ha leído usted hasta aquí ya sabrá que simplemente no pueden verse, solamente pueden ser detectados por la emisión de rayos X que provocan.

¿Qué es el radio de Schwarzchild?

Pues no es ni más ni menos que el radio del horizonte de sucesos que comprende al agujero negro, es decir el radio a partir del cual un agujero negro traga irremediablemente a todo objeto que se encuentre en el interior, incluída la luz. Esto significa que los agujeros negros podrán tragarse cuerpos cercanos, pero no absorberán a todos los objetos del Universo. De modo que tranquilos, puesto que el agujero negro más cercano a nuestro planeta se encuentra lo suficientemente lejos, y por otra parte el Sol (que por cierto está a la mitad de su vida activa) no podrá nunca convertirse en un agujero negro, según el "límite de Chandrasekhar".

- Y todo esto, ¿quién lo dice?
- Los científicos, señora, esos seres curiosos y entrañables -nada que ver con los políticos- que cuando se equivocan lo reconocen, porque está en los fundamentos de su ciencia.
- Ya. Pero, ¿para qué quiero saber yo estas cosas?
- Usted no quiere, señora, ni falta que le hace. Pero, tal vez se quede más tranquila si conoce el lugar que ocupamos en el Universo.
- Yo me quedo tranquila con saber el lugar que ocupo en mi casa, que bastantes agujeros negros tiene una que sortear a diario.
- Pues también es verdad, señora, también es verdad.