¿Qué es un agujero negro?

¿Qué es un agujero negro? Bueno, pues es algo más que un hoyo oscuro que se traga todo cuanto se acerca. Es más, como nos dispongamos a profundizar en la materia, entonces sí que seguramente nos meteríamos en un lío del que difícilmente podríamos salir. Es por ello, que en este blog de hoy trataremos de entender en qué consiste un agujero negro en esencia, sin entrar en entropías, termodinámica o radiaciones, que dejaremos para otra ocasión.

Empecemos pues por la base, es decir, por relatividad general. Según esta teoría del señor Albert Einstein, el espacio y el tiempo formarían un todo de cuatro dimensiones denominado espacio-tiempo (valga la originalidad). Para entenderlo fácilmente se suele utilizar la analogía de la tela, red o tejido espacio-temporal. Es decir, como si de una red gigante que invade todo el universo se tratara, esta se encarga de la transmisión de la fuerza gravitatoria que experimentamos cuando una manzana cae, o en las órbitas de los planetas. De esta manera, la gravedad deja de entenderse como una fuerza que se propaga de manera inmediata, como decía Newton, para constituir un efecto de la deformación de esta red espacio-temporal. Es así, como los distintos planetas se mueven siguiendo la trayectoria que las masas de las estrellas dictan al curvar el espacio-tiempo.

¿Pero qué produce estas deformaciones de las que hablamos? Se trata de la distribución de la masa y la energía existente en todo el universo. El espacio-tiempo no es plano, sino que se encuentra alterado mostrando distintas curvaturas que son a su vez las causantes del efecto gravitatorio. Por consiguiente, cuanto más pesado sea un cuerpo, más gravedad ejercerá sobre otro próximo a él, algo, que por otro lado, ya sabíamos gracias a Newton.

Vaaaaaale, pero, ¿qué tiene que ver un agujero negro con todo esto? Pues mucho, y me explico, un agujero negro consiste en una cantidad inmensa de masa comprimida hasta tal punto de constituir lo que llamamos un punto matemático, o sea, que prácticamente no tiene volumen. Esto es lo que se denomina singularidad, y a parte de traernos muchos problemas teóricos, tiene unas consecuencias extraordinarias en el espacio-tiempo. Antes hablamos de curvatura del tejido espacio-temporal, bien, pues en un agujero negro, esta deformación es infinita, de tal manera que ni siquiera la luz (que viaja a la velocidad máxima permitida en el universo) puede escapar de su efecto gravitatorio. Esto de no poder escapar, por otro lado, es un efecto que apreciaríamos a partir del horizonte de sucesos, es decir, el límite que dicta que lo que pasa de allí ya no vuelve a salir. Mola ¿no?

Sí, pero eso de la singularidad, ¿por qué trae tantos problemas para los físicos? Para explicar esto tendremos que adentrarnos en el panorama de la física moderna (Las tres encrucijadas). Actualmente, en física, tenemos dos grandes pilares que funcionan perfectamente en sus respectivos campos. Por un lado, la mecánica cuántica, que explica la naturaleza de lo pequeño, y por otro lado, la relatividad general, que describe los fenómenos a gran escala ¿Pero qué ocurre con los agujeros negros? Pues que son cuerpos increíblemente masivos (relatividad general), pero concentrados en un volumen ínfimo (mecánica cuántica). Por tanto, nos toca cooperar con ambas teorías para poder estudiar a estos pozos del cosmos satisfactoriamente ¿Y qué ocurre? Que obtenemos resultados absolutamente absurdos y ridículos, vamos, que se ha jodido. La teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica son incompatibles, y es por ello que tanto se oye hablar de teoría del todo o de unificación en física teórica, pues es este y no otro, el problema fundamental de la física moderna.

Vale guay, pero ¿qué es capaz de producir una concentración de masa tan descomunal? ¿Podría existir un proceso natural capaz de estos resultados? Nos toca hablar de su proceso de formación. El agujero negro, de hecho, se produce tras la muerte de una estrella, es decir, cuando esta agota su combustible nuclear. Si una estrella es estable, es precisamente por la compensación de fuerzas que se producen entre estas reacciones termonucleares (que empujan hacia fuera) y la propia acción gravitatoria que ejercen sobre sí mismas (hacia dentro). Si ya no existen estas reacciones, como comentábamos antes, lo que ocurre a continuación es el colapso de la estrella originando un agujero negro. Cabe destacar también que existiría una fase intermedia donde nuestra estrella pasaría a formar una enana blanca (Pequeñas y superdensas), una estrella de neutrones, una supernova (Las Supernovas, petardos en el espacio), etc, antes de crearse el agujero negro como tal. Y para que os hagáis una idea, para que la Tierra constituyese un agujero negro tendría que comprimirse hasta formar una bolita de apenas 2 cm de diámetro.

Y si os estáis preguntando si estos titanes negros realmente existen en el universo, la respuesta es sí. Antes eran considerados una posibilidad matemática, una simple curiosidad, pues la existencia de estos es completamente compatible con las ecuaciones que Einstein nos ofreció en su teoría de la relatividad general. Sin embargo, eran considerados de improbables. Ahora sabemos que existen, aunque como bien dice su nombre, no podemos verlos, son negros. ¿Cómo lo sabemos entonces? Gracias a efectos gravitatorios que sí podemos medir (como los centros de las galaxias que están conformados por agujeros negros supermasivos), radiación de Hawking o las recientes detecciones de ondas gravitacionales producidas por la colisión de dos de estos hoyos negros.

Sea como sea, los agujeros negros son fascinantes y aún nos queda mucho por descubrir de ellos, así que si tienes alguna duda puedes dejar un comentario en la parte posterior, y si te ha gustado, compártelo por redes sociales. Nos vemos de nuevo en la Quinta Dimensión.