Agujeros negros: esos extraños cuerpos del universo

Os hemos hablado de dos tipos de muerte de estrellas: estallando como supernova o convirtiéndose en una estrella enana formando una nebulosa planetaria, como le pasará al Sol. Pero falta la manera más extraña: creando un agujero negro. Podriamos definirlo como el cadáver de una estrela cuya masa genera una fuerza de gravedad tal que ni siquiera la luz no logra escapar. Por lo tanto no emitiría ningún color. Llamarlos “negros” es abusar del lenguaje, ya que son “ausentes de color”.

Para hablar de los agujeros negros es necesario remontarse al pasado. Concretamente a 1783. En ese año hubo un geólogo llamado John Michell que escribió un artículo dirigido a la Royal Society, un prestigioso organismo que ha albergado grandes mentes como la de Isaac Newton, Gottfried Leibniz o Stephen Hawking. Este geólogo postuló que si una estrella tuviese un radio 500 veces el del Sol pero con su misma densidad, su gravedad sería tal que su velocidad de escape (la velocidad necesaria para escapar a su fuerza gravitatoria) sería similar a la velocidad de la luz: 299.792 Km/segundo.

A principios del siglo XX llegó Einstein y su teoría de la Relatividad General, pero tranquilos, que no os voy a pedir que memoricéis largas ecuaciones ni que la comprendáis en su totalidad. Tan sólo os diré una de sus conclusiones: la luz se ve afectada por la fuerza gravitatoria. Dicho de otro modo, la luz puede ser curvada cuando se acerca a una gran fuerza gravitatoria. Este resultado fue teórico y no fue demostrado hasta años más tarde durante un eclipse solar.

Estos resultados se complementaron con los estudios de Schwarzchild y Chandrasekhar. El primero de ellos definió lo que se conoce como “horizonte de sucesos” que es donde empieza el agujero negro: una vez que la materia supera este límite, desaparece del universo observable. El segundo científico calculó la masa necesaria que debe tener una estrella para que se transforme en un agujero negro.

Donde todo empieza (o acaba)

¿Cómo se forma un agujero negro? Sabemos que se generan a raíz de la explosión de una supernova, cuando el núcleo de la estrella que acaba de estallar colapsa sobre sí mismo. Esto quiere decir que la masa del núcleo mantiene su masa pero al colapsar, cada vez se va comprimiendo más y más. En consecuencia, la fuerza de gravedad será cada vez mayor en su superficie y su velocidad de escape irá aumentando hasta que iguale el valor de la velocidad de la luz. Es entonces cuando tenemos un agujero negro. Y a partir de aquí, todo son suposiciones.

Viajamos ahora hasta 1962, momento en el que se descubre una intensa fuente de rayos X en la constelación del Cisne. Se le llamó Cygnus X-1. En marzo de 1971 se detectó una fuente de ondas de radio muy cerca de la posición de la fuente de rayos X. Apreciaron que la intensidad de la señal de radio variaba al mismo tiempo que la intensidad que la fuente de rayos X, concluyendo que se trataba de un solo objeto.

Analizando más este conjunto vieron que se trataba de una estrella supergigante azul girando alrededor de otro objeto cuya masa se estima en 10 veces la del Sol, pero este objeto, de un radio de unos 100 Km, no es visible. Tan sólo son visibles las emisiones de rayos X, que son el resultado de la absorción de los gases de la supergigante azul por parte de este objeto invisible, emitiendo este tipo de radiación. Este comportamiento se ve explicado por la teoría del agujero negro, quedando bautizado Cygnus X-1 como el primer agujero negro descubierto.

Lo que ocurre una vez que la materia cruza el horizonte de sucesos no se sabe. Todo son especulaciones ya que las leyes de la Física dejan de tener sentido. Dónde va la materia engullida por un agujero negro es un misterio. Es lo que en Física conocemos como una singularidad.

Me gustaría terminar con una frase que puse en mi blog la primera vez que hablé de agujeros negros: “Si buscamos un lugar donde no haya políticos corruptos, donde el ser humano respete a sus iguales, o donde se cumplan todos los deseos de la Miss Universo de turno, ese lugar está dentro del horizonte de sucesos”. Porque no lo vemos, vaya.