OcioCiencia 1.0

Agujeros negros, agujeros blancos y Espinete. ¡La naturaleza desafía nuestro ingenio!

¡Hola, soy Luc Hamill! (Hi, I´m Luc Hamill!), probablemente la única persona que bebe batidos helados de galleta (probably... nothing import). Pasó que mi Teoría de las Fuerzas Excesivas expuesta en el número anterior, como la Relatividad en su día, no ha sido muy bien comprendida, y se me piden más detalles. ¡Y uno se hace cargo!

He revisado mis anotaciones más a fondo, he jugado al ping pong, me he tomado algunos refrescos, y me he percatado de que la condición más importante para que se cumpla la teoría es que el espacio y el tiempo no surjan a la vez con el Big Bang. What is this!!?? (¿¡Esto qué es!?) No, no surgieron a la vez, sino que ya estaban, y posiblemente el espacio fuese anterior (aunque, para lo que era, casi ni estaba...) o más fácil de detectarse. Dicho de otro modo aún más liante, si aceptamos esta teoría como... como buena, la primera consecuencia es que nada más surgir el tiempo, empieza a ganar dimensiones el espacio. Ahí va la nueva cronología de los hechos:

1. El cosmos es un punto (qué aburrido) y tiene dimensión nula. En cuanto al espacio (que contiene a ese punto), quizás tenga más de cero dimensiones, pero todas nos son (aún) desconocidas. El tiempo a efectos prácticos no existe porque, aunque existiera, no se notaría: todo sigue igual continuamente, como nuestra foto en el Ciklón de Isla Mágica.

2. Por primera vez, se nota el efecto del tiempo: dado un instante, los vectores de fuerza, que de forma caótica se mueven por la singularidad para mantenerla cohesionada, acaban desestabilizando la estructura de dicha singularidad.

3. El desajuste de los vectores de fuerza hace que el cosmos estalle (con tanta energía, lo estaba deseando) y se expande ganando de golpe (al menos) 3 dimensiones, las que conocemos. Por tanto, el espacio tendrá las dimensiones que tenía más estas 3 nuevas (luego como mínimo tiene 4 dimensiones). Lo que sucede a continuación queda explicado en la Teoría del Big Bang. Luego el universo tiene como mínimo 5 dimensiones (4 espaciales y 1 temporal), y yo diría que en total unas 6 ó 7. Simple corazonada.

Pues eso era todo, y no es moco de pavo. De todos modos, esta teoría debe madurar aún más que mi cerebro, así que no os preocupéis si no la entendéis. Es más, es buena señal que no la entendáis. Y ahí lo dejo.

Bueno, pasó Semana Santa. ¿Habéis hecho bolitas de cera? Da igual, nosotros pasamos a otro tema. Vamos a volver a los agujeros negros con el rigor que se merecen (lo dudo). ¿Qué son? (empezamos fuerte) Pues un agujero negro es una gran concentración de masa que origina un campo gravitatorio tan intenso que nada en sus cercanías puede escapar de él (salvo una radiación que se detectó recientemente). Al centro del agujero se le denomina singularidad, y le rodea un área llamada horizonte de sucesos que marca la zona donde “manda” el agujero merendándose cualquier cosa que pase por allí, incluso la luz.

Simple, ¿no? Y tanto, este concepto ya sonaba por el siglo XVIII. ¿Sabéis? Estudiar la ciencia sin conocer la historia de la ciencia es una pérdida de tiempo. ¿Qué sentido tiene aprenderse fórmulas y conceptos si no se sabe por qué se crean o para qué se usan? Si toda la comunidad científica purista (esos que se limitan a leer axiomas y olvidarse de la parte humana de una teoría) me está leyendo, tengo algo que decirle: la ciencia no se puede separar de la historia. Asimiladlo, pardillos.

Ahora, sigo. La historia de los agujeros negros fue así (más o menos). Al poco de que se concibiera la Teoría de la Relatividad, un tal Karl Schwarzschild, que era un cyborg llegado del futuro para exterminar cosmólogos, encontró una solución para las ecuaciones de Einstein en la que un cuerpo pesado absorbería la luz. El propio Schwarzschild pensó que su memoria artificial había ido demasiado lejos (algo que yo personalmente comprendo) y que su hallazgo no era más que una solución matemática, abstracta e irreal. Una ida de olla, vamos. Pero otros que estaban aún peor siguieron con la broma, y fue así como, en algo más de una década, el indio Subrahmanyan Chandrasekhar probó gracias a su alfombra mágica que un cuerpo que no emitiese radiación, y con una determinada masa crítica llamada límite de Chandrasekhar, se encogería debido a su gravedad sin que nada pudiese frenar el proceso. Nada, ni siquiera el Doctor Extraño.

Ya en 1939, le tocó hacer la gracia a Robert Oppenheimer, quien entre truenos y carcajadas demostró en su laboratorio secreto que una estrella de gran masa podría sufrir un colapso de ese tipo. En otras palabras, Oppenheimer probó que los agujeros negros no eran una ida de olla y podrían encontrarse en la naturaleza. Y, justo cuando todo iba sobre ruedas, sucedió algo al margen de la voluntad de Oppenheimer y el Anillo Único: estalló la Segunda Guerra Mundial. Su trabajo se mantuvo oculto unos 20 años al estar la actividad científica más centrada en la Mecánica Cuántica y el estudio de lo muy chiquitito (había prisa por sacar las bombas atómicas). Pero ahora ha vuelto a ser encontrado... (musiquita acongojante).

Hasta aquí todo bien, ¿pero en qué momento se hallaron los agujeros negros, eing?, ¿No os pica la... curiosidad de saber cómo se encontró en el oscuro cosmos algo que, por propia naturaleza, no emite ninguna luz? Pues si es así, dejaré que os rasquéis la curiosidad un poco más. ¡Vale, vale, lo suelto! Para encontrar los agujeros la mejor pista nos la dejó un hombre nacido el día de Navidad (¡vaya regalo!) y llamado John Michell allá por el siglo XVIII: un agujero negro, de existir, con su campo gravitatorio menearía todo lo que tuviese cerca. ¡Ajá, te pillé! Resulta que los astrónomos han visto Star Trek y West Side Story y con ellos se han inspirado para hallar sistemas donde se ven estrellas bailando solas. ¿Deberíamos pensar que flirtean con agujeros negros cercanos? Ni mucho menos, ¡por favor, señores! Las estrellas tienen su reputación, y podría ser que estuviesen bailando con otra estrella demasiado pequeña para que la veamos desde aquí. Pero entonces nos encontramos con el sistema Cygnus X-1... (la musiquita acongojante, otra vez).

Cygnus X-1, llamado Cyg X-1 para los amigos, emite rayos X a gran intensidad, lo que significa que la estrella que está allí anda siendo devorada por algún objeto pecador bravido. Con cada mordisco la estrella se sacude adquiriendo una temperatura muy alta que le hace emitir rayos X. Los candidatos a autor de tal canibalismo son tres: una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro (Hannibal Lecter quedó descartado por razones obvias). Para identificar al culpable podemos fijarnos en los pases de baile de la estrella, mucho mejores que los de Julio Salinas en ¡Mira quién baila! Por lo que se ve, su compañero/a en la pista debe tener una masa demasiado grande como para que sea una enana blanca o una estrella de neutrones. Luego, como diría mi ídolo Sherlock Holmes, cuando se elimina lo imposible, lo que queda, aunque parezca improbable, ha de ser la verdad. Señores, ¡allí hay un agujero negro! Ay, ¿cómo celebrándolo? ¡Allí está el criminal, cogedle! Como anécdota, este hallazgo supuso que Hawkings ganase una apuesta y le costease a su amigo Kip Thorne una suscripción a la revista Penthouse por un año. Yo supongo que Kip aún da gracias al agujero de Cyg X-1, pero su mujer no.

No obstante, encontrar un único caso sería más pobre que un arco iris en blanco y negro. Hay indicios de que hay más agujeros en nuestra Vía Láctea así como en las dos galaxias vecinas que forman las Nubes de Magallanes. Hoy día se espera que el universo esté más “agujereado” que un queso Emmental ya que ¡en su larga historia muchas estrellas ya han debido apagarse! De hecho, puede que haya más agujeros negros que estrellas, lo que explicaría por qué nuestra galaxia gira a la velocidad que lo hace (las cuentas no salen considerando sólo las estrellas que tiene).

Y ahora que ha acabado la historia, toca decir la moraleja. En esta ocasión, estamos en un caso donde la teoría racional se anticipó a la verificación experimental. Es como si hubiésemos anunciado la posible existencia de enormes erizos rosados y luego nos hubiésemos topado con Espinete. Por ello, esto sigue transmitiendo esperanza a los físicos teóricos. Me refiero a los agujeros negros, no a Espinete, aunque quién sabe. Desde luego, los físicos teóricos son unos pobres hombres ciegos que en sótanos oscuros buscan gatos negros que normalmente no están allí. No es paupérrimo, es peor. Naturalmente, los detractores de los que estudiaban agujeros negros por amor al arte se acabaron comiendo sus palabras.

Hemos dicho que un agujero negro tiene un horizonte de sucesos rodeándole y delimitando su zona de almuerzo, pero, teóricamente y según se ha probado con simulaciones por ordenador (con el Paint, el Buscaminas y esas cosas), pudiera darse el caso de que un agujero negro tenga tanta masa (millones de veces la del Sol) como para colapsarse y reducirse en ese acto extremista a una singularidad desnuda, ya sin la falda del horizonte de sucesos. En este caso, el exhibicionista agujero es un simple punto de densidad infinita que es justamente su centro, o sea, la singularidad.

Sobre esto tiene que pronunciarse el matemático inglés Roger Penrose. A primera vista (ignoro su vida íntima) Penrose se ha hecho notar por dos cosas. Una es que, como yo, es de las pocas personas que en su tiempo libre tontean con teselaciones. La otra es que ha sido el primero en confesarse ateo en lo referente a singularidades nudistas esgrimiendo su principio de censura cósmica, que en términos generales dice que el universo nunca permitiría que una singularidad fuese sin el vestidito del horizonte de sucesos. No obstante, a finales del 2007 un equipo de investigadores de Cambridge calculó que un agujero negro podría iniciar un striptease si adquiriese un momento angular (algo así como una velocidad de rotación) superior a su masa. ¡Deberían ponerle al universo un par de rombos!

Todo ese liberalismo por parte de los agujeros está fatal. Si van desnudos es menos probable que otros caigan en sus redes, cierto, ¡pero será más difícil detectarlos! En el fondo viajaremos más inseguros. No sabríamos dónde están las trampas porque detectar un punto en el universo es más difícil que encontrar un lacasito en un saco de confeti (¡esa es mía!). Es más, el encontrar una trampa implicaría la “muette” y nadie podría avisar de que por allí hay que tener cuidado. Ahora entendemos algunos gruñidos de Chewaka.

¿Y qué nos pasaría si cayésemos en uno? Mira, lo primero, la enorme gravedad del agujero nos descuartizaría como cuando estiramos un chicle. Eso debe doler. ¡Lo segundo ya no importa! :) Pero bueno, a continuación pasaríamos a ser parte de la “información” que contiene el agujero, algo así como un listado de lo que lleva tragado desde que se formó. Dicha información no siempre estará ahí dentro, algún día saldrá en forma de partículas radiactivas. Y hasta ahí puedo leer. Si alguna vez os véis metidos en un horizonte de sucesos (por suerte es sumamente improbable) y, por remoto que parezca, os acordáis de este artículo (y de mí, cariñosamente hablando), os aconsejo que le supliquéis al agujero que os suelte u os perdone la vida. Es rastrero, pero puede que haya alguien escuchando por él que se apiade y os libere (al fin y al cabo, no se sabe cómo son los agujeros por dentro). Para ablandar el corazón de vuestro captor, como ya os anuncié en otra entrega, una buena elección sería cantar el tema de Carlos Baute sabes que estoy colgando en tus manos, así que no me dejes caer... nananá... Te envío poemas de mi puño y letra... Cuidado, mucho cuidado...

Se podría pensar que todo agujero negro llega al mundo como una singularidad desnuda, pero no es así. El primer paso en el nacimiento de un agujero se da cuando muere una estrella de gran masa (qué contraste más bonito). Tales estrellas se conocen como gigantes rojas y la “palman” cuando pierden su energía calorífica. Para ver el siguiente paso deberíamos esperar varios miles de millones de años, pero si tenemos paciencia o hacemos tiempo contando el número de letras de una enciclopedia (eso nos entretendría unos “minutos”) llegaría el momento en que veríamos cómo la estrella se empieza a encoger debido a la fuerza gravitatoria de dicha estrella que empezaría a actuar sobre sí misma. Finalmente la estrella acabaría convertida en una enana blanca y, de seguir el proceso (nadie asegura que esta parte se dé siempre), se tendría un agujero negro.

El agujero negro bebé empiezaría su vida llorando y hambriento. A medida que vaya comiendo, irá creciendo. Empezará a coger autoestima y llegará el momento en que se haga un campeón capaz de engullir las galaxias cercanas al ritmo When I grow up
I'll turn the tables... Entonces quedará saciado y se dedicará a picar de las cosas que pasen cerquita, no más allá.

Como curiosidad, os añado un dato más. Resulta que en 1915 Einstein demostró que la luz se curvaba con la gravedad de los cuerpos masivos lo mismo que la trayectoria de los cometas al pasar cerca de un planeta. Unos ochenta años después se confirmó que la luz que provenía del centro de nuestra galaxia nos llegaba tan caída como el agua que sale de una fuente. Qué será, será… Se abre el telón y vemos a Sagittarius A, un agujero negro que tiene 100.000 veces más masa que el Sol, y que puede que esté ayudando a la Vía Láctea a dar giros sobre sí misma.

Como contrapunto a los agujeros negros está el concepto de agujeros blancos, cuerpos que en teoría (aún no han sido detectados) poseen una densidad capaz de deformar el espacio pero que, a diferencia de sus hermanos negros, a sus alrededores en vez de absorber materia y energía siempre la están lanzando fuera de ellos mismos. De hecho, nada puede permanecer por siempre en un agujero blanco. Tiene su gracia. Cerca de uno deberíamos notar algo parecido a la repulsión de dos imanes con misma polaridad, ¡y los niños jugarían a lanzarse contra él para ser expulsados como por un potente chorro de aire! ¿Pero si alguno saliese herido, dónde recibiría mayor daño? No sé, supongo que donde se dé la ostia el niño, ¿no? Preguntas así de tontas te las hacen para el carnet de conducir...

Volviendo a la ciencia más tangible y concluyendo, actualmente la Física se basa en dos teorías: la Mecánica Cuántica, que estudia “cosas pequeñitas” como los átomos, y la Relatividad General, que trata “cosas masivas” como las estrellas. Ambas teorías están verificadas experimentalmente por separado, pero unidas ya es otra historia. A la hora de estudiar un agujero negro hay que aplicar la Mecánica Cuántica (porque un agujero negro está hecho de partículas) y la Relatividad General (porque es de masa infinita). El problema está en que ambas teorías tienen diferencias irreconciliables... Tenemos dos, pero queremos sólo una (por el precio de dos). Yo me mojo y voy a decir que la Relatividad General parece más lograda, pero en fin, es sólo mi opinión, ¿de acuerdo? Ok, vivimos en democracia. Lo que sí está claro es que por ahora no se tiene ni idea.

Tras esa frustrante sentencia, lo voy dejando... hasta la siguiente entrega, porque esto es sólo el comienzo. ¡Bwhahaha! En la próxima daremos un pasito más allá de la Física de los agujeros negros, lo que desembocará en los agujeros de gusano y en conclusiones y teorías aún más alucinantes que constituirán un artículo más desquiciante. ¿Os habéis quedado de piedra? Ale, ¡ta luego!