Los agujeros negros

 Hoy he decidido asumir el reto de hablar sobre uno de los objetos más extraños, asombrosos y extraordinarios, pero a la vez uno de los más difíciles de comprender del universo. En efecto, me refiero a los agujeros negros, los cuales teorizó el bueno de Albert Einstein en el año 1916.

Pero, ¿Qué es un agujero negro?

Un agujero negro es una región en el espacio de cuyo interior no puede escapar ninguna señal, ni luminosa, ni material, a causa de una inmensa atracción gravitatoria ejercida por la materia allí contenida.

Algunos agujeros negros, los de masa estelar, son el resultado del final catastrófico de una estrella muy masiva que implosiona tras explotar como supernova, mientras que los más masivos (agujeros negros supermasivos), que se cree que conforman el centro de la mayoría de galaxias, se pueden formar mediante dos mecanismos: por una acumulación de materia o por presión externa.

¿Cómo se forma un agujero negro?

Según la Teoría de la Relatividad General, cualquier cuerpo cuya masa se comprima hasta adoptar un radio suficientemente pequeño, se convierte en un agujero negro. La superficie esférica que rodea a un agujero negro en la cual la velocidad de escape coincide con la velocidad de la luz es lo que se conoce como horizonte de sucesos. En el caso de un agujero negro con simetría esférica y no giratorio, esta distancia se conoce con el nombre de radio de Schwarzschild y su tamaño depende de la masa del agujero negro.

Descubrimiento de los agujeros negros

La existencia de los agujeros negros nace de la Relatividad General publicada por Albert Einstein en  1916, y del trabajo posterior de Robert Oppenheimer, Karl Schwarzschild, Subrahmanyan Chandrasekhar y otros.

El espacio y el tiempo forman un tejido que se curva con la masa, como una cama elástica. Un agujero negro es una bola tan pesada que tiene en su centro una singularidad, una región tan infinitamente densa que hunde la cama elástica sin fondo. Cualquier objeto que depositemos cerca tenderá a caer hasta la bola, por lo que el efecto gravitatorio del agujero negro se deja notar en su entorno. Así, los astrofísicos han podido identificar muchos de ellos al descubrirse objetos cósmicos orbitando en torno a una aparente nada; ese tirón gravitatorio revela la presencia de algo que por otra parte es del todo invisible.

La radiación de Hawking

La demostración de Stephen Hawking de que los agujeros negros pueden emitir radiación es su resultado más importante. Pero en su día esta radiación de Hawking abrió un auténtico cisma entre físicos relativistas y cuánticos, ya que los cuánticos encontraban un problema radical: si según la cuántica la información asociada a las partículas nunca se destruye, pero nada de materia ni energía escapa jamás del agujero negro, ¿Cómo puede éste simplemente desaparecer llevándose dicha información fuera de la existencia?

La radiación de Hawking está ampliamente admitida por la física actual, aunque es casi imposible llegar a medirla y por tanto verificarla. Pero, al menos, en el laboratorio se ha logrado recrear un fenómeno parecido: investigadores del Instituto de Tecnología de Israel Technion han generado análogos de minúsculos agujeros negros que funcionan con el sonido en lugar de la luz y en los que han conseguido demostrar algo similar a la radiación de Hawking. Estos experimentos han confirmado dos predicciones del físico: que la radiación es espontánea (se genera a partir del espacio vacío) y que es estacionaria (no cambia de intensidad con el tiempo).

Curiosidades: 

• Los agujeros negros se crean cuando una estrella agota su combustible y la materia restante, si queda suficiente, colapsa debido a su gravedad, convirtiéndose en una singularidad.

• No todas las estrellas pueden transformarse en un agujero negro. En la Vía Láctea, menos de 1 estrella de cada 1.000 dispone de una masa suficiente para transformarse en un agujero negro.

• El agujero negro más cercano a la Tierra es Cygnus X-1. Para que la Tierra fuese engullida por él, tendría que estar a menos de 21 km de ella. No hay que temer, pues: Cygnus X-1 se encuentra a una distancia de 8.000 años luz.

• El agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea, Sagitario A*,  es 4 millones de veces más masivo que el Sol, y tiene una anchura de 24 millones de km. Se encuentra a 30.000 años luz de nosotros. Está muy lejos, sí, aunque deberíamos preocuparnos si ese agujero negro fuera como el que existe en el centro del cúmulo de galaxias de Perseo: es un agujero cuyas ondas expansivas de la energía que cae en él afectan a la materia que se halla a 300.000 años luz de distancia.

• Los agujeros negros no son completamente negros, en realidad se supone que debería brillar débilmente, ya que estos emiten radiación (Radiación de Hawking).

• El número de agujeros negros podría ser incluso mayor que el número de estrellas visibles.