Cosmos

Agujeros negros: vemos lo que imaginó Einstein hace más de un siglo

Susan Irais 10 / Apr / 19
Esta imagen es la primera evidencia visual de lo que está pasando cerca de un agujero negro y prueba que Einstein y otros científicos tenían razón

Los agujeros negros han sido la inspiración de la ciencia ficción durante muchos años. Se han explotado en series, libros y películas como portales del tiempo, o, a otras dimensiones. Y desde los 60, los físicos alrededor del mundo han estado cautivados por estos objetos. Hoy dejaron de ser teoría.

“Esta imagen es nuestra primera evidencia visual de lo que está pasando cerca de un agujero negro”, dice el doctor Miguel Alcubierre, el científico mexicano que atrajo la atención del famoso físico británico Stephen Hawking por su investigación de la relatividad númerica.

Los agujeros negros son puntos en el espacio con una fuerza gravitatoria tan poderosa que atraen todo lo que se encuentra a su alrededor, incluso la luz.

Vida después de la muerte

Los agujeros negros son el producto de la muerte de una estrella. Pero nacieron del famoso libro, La teoría de la relatividad de Einstein en 1916. Y es que resulta que en él se planteaba la gravedad de un objeto esférico en el vacío, este supuesto generó ecuaciones que resolvió Karl Schwarzschild ese mismo año; el problema es que sólo funcionaban si el objeto estaba lejos, pero de cerca parecía que el tiempo se comportaba raro, que si algo caía adentro no se podía salir, entonces se creyó que no tenían sentido.

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Imagen ilustrativa de la la teoría de la relatividad de Einstein | Foto: POSTA / Ale Morales

Si las ecuaciones funcionaban de lejos y no cerca, había un error y se tenía que corregir. Fue hasta una década después cuando un científico hindú llamado Subrahmanyan Chandrasekhar descubrió unas estrellas muy especiales, las enanas blancas, estrellas muy viejas que están en agonía.

Chandrasekhar se dio cuenta que si aplicaba las leyes de la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad de Einstein la respuesta era clara, estas estrellas agonizantes tenían una masa máxima y si se les agregaba más masa, aunque fuese un granito de arena ya no se podían sostener y colapsaban hasta llegar a un solo punto. Los grandes científicos de la época se burlaron de esta solución, pero con el tiempo se dieron cuenta que Chandra, tenía razón.

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Imagen de una supernova | Foto: Especial

Bichos raros del tiempo

“Les llamamos agujeros negros porque nada puede escapar, ni siquiera la luz. Una vez que algo cae no puede volver a salir. No emiten luz, no se ven, pero se detectan a través de su masa”, explica el experto en la teoría de la relatividad de Einstein.

Desde los 60 los científicos han aprendido mucho de estos “bichos raros del tiempo”, dice Miguel Alcubierre director del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM. Nos acostumbramos a la idea de que seguramente tenían que existir y nos dimos cuenta que eran la etapa final de la vida de algunas estrellas muy masivas”.
 
El futuro del Sol

¿Nuestro amado Sol alguna vez se convertirá en un agujero negro? “Por ejemplo al Sol nunca va a ser un agujero negro porque no es una estrella masiva”, explica el experto.

Las estrellas que tienen 10 ó 20 veces la masa del Sol son las únicas candidatas a ser un agujero negro. “Estas estrellas mueren primero, explotan en una gran evento —le llamamos una supernova—, y lo único que queda de ellas es su centro, este se colapsa y forma un agujero negro estelar. Debe haber millones de agujeros negros allá afuera”, indica el estudioso de los agujeros negros.
 
El tamaño de la oscuridad

Hace dos décadas los físicos descubrieron otro tipo de hoyos negros. “Estos tiene miles o cientos  millones de veces la masa del Sol, son agujeros negros súper masivos”, indica Alcubierre.

En la Vía Láctea hay uno, lo han nombrado Sagitario X1 porque es una fuente de rayos x y gama en la constelación de Sagitario. Este agujero tiene 5 millones de veces la masa del Sol.

“El problema con estos agujeros es que no sabemos cómo se formaron. Es como el dilema de ‘¿qué fue primero el huevo o la gallina?’, ¿primero fue la galaxia y después en su centro se formó un agujero negro, o al revés, primero los agujeros y alrededor de ellos una galaxia? Todavía estamos trabajando en esa duda”, expone quien dedica su vida a entender estos agujeros negros.

Los agujeros negros no emiten luz, por esta razón, son invisibles. Pero gracias al descubrimiento de las ondas gravitacionales, pequeñas perturbaciones en la gravedad de la curvatura del espacio, se han podido detectar sistemas gravitacionales muy dinámicos y con gravedad muy intensa, es decir agujeros negros.

“Las ondas gravitacionales nos indican que los agujeros negros existen, ya no son teoría están allá afuera y ahora podemos estudiarlos, analizar su distribución, conocer cuántos hay, dónde están, cuándo se formaron, qué tipo de estrellas les dan origen, y si hay muchos o pocos”, expresa el físico teórico de la UNAM.

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Ilustración de las ondas gravitacionales | Foto: UAM
 
La primera imagen

La imagen de hoy es de un agujero negro que está en el centro de la galaxia M87. La imagen se obtuvo al juntar muchos telescopios alrededor de todo el planeta y enfocar a esa región del universo.

El agujero del que tenemos hoy una imagen no nos queda nada cerca, está a 50 millones de años luz, pero debido a su tamaño fue posible avistarlo. “En principio es más sencillo ver uno súper masivo lejano, que uno pequeño cercano debido a su tamaño”, agrega el experto en agujeros negros.

"Los agujeros negros son invisibles porque no emiten luz. Entonces si no se ven ¿cómo se toma una foto? Si estuviera solo no se vería, pero los agujeros negros no están solos, están rodeados de materia, en este caso —y en muchos de los agujeros negros gigantes— suponemos que tienen un disco, —como los anillos de Saturno— de materia. Este disco le está dando vuelta al agujero negro, las da tan rápido que se calienta y al calentarse  no emite luz visible sino que emite rayos x y gama. Eso es lo que se puede detectar. Entonces, aunque no podamos ver el agujero negro, vemos el disco a su alrededor y eso nos da información de lo que está pasando en ese agujero negro", explica Miguel Alcubierre del Instituto de Ciencias Nucleares.

Esta imagen no nos dice qué pasa dentro de un agujero negro, pero sí nos expone lo que está afuera. “Nuestra teoría nos dice que adentro el tiempo se vuelve loco, quien el centro hay una singularidad del campo gravitacional infinito, pero eso es teoría no tenemos manera de ver el centro de un agujero negro porque justamente nada sale de ese agujero negro”, concluye el físico teórico.

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Primera imagen de un agujero negro publicada el 10 de abril de 2019 | Foto: Especial
 

Autor: Susan Irais
Periodista de ciencia. Colaboradora en Tangible y Asistente de Información de Iván Carrillo. Profesora adjunta de la Facultad de Ciencias Políticas y Sociales de la UNAM. Ha escrito para la revista Algarabía y Ciencia UNAM de la Dirección General de Divulgación de Ciencia.