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Ciencias y letras por Salvador Ruíz Fargueta

Ciencias y letras, trata de acercar las dos culturas , favorecer su mestizaje. En realidad, sólo es una cultura que nos puede acercar más a nosotros mismos, a las complejas relaciones humanas, al mundo y a sus interrogantes. El autor, ingeniero y físico, es editor de La bella teoría. Publica los días 1 de cada mes.

Los agujeros negros, esas extrañas criaturas

Las implicaciones de la relatividad general en el posterior desarrollo de las investigaciones sobre el Universo fueron mucho más sorprendentes de lo que podía imaginar el propio Einstein. En el caso de los agujeros negros llegó a defender la imposibilidad de su existencia, pues para él no era concebible que el espacio-tiempo pudiera colapsar por un potentísimo campo gravitatorio. Sin embargo otros cientificos demostraron que ese colapso gravitatorio era una consecuencia inevitable de la aplicación de la relatividad general.

La masa y la curvatura, o distorsión, del espacio están relacionados intimamente en la ecuación de Einstein. Una estrella, con suficiente masa, puede colapsar bajo su propia gravedad hasta que el espacio a su alrededor se curve tanto que la aisle del resto del Universo. La luz sigue siempre el camino más corto: si pasa cerca de una gran masa, por ejemplo el Sol, su trayectoria se curva. Sigue siendo el camino más corto, pero ahora este camino se ha curvado alrededor del Sol. Este efecto de curvaturá es máximo en el espacio-tiempo que rodea a un agujero negro, e impide que la luz salga al exterior . Nada puede salir fuera de los agujeros negros: Técnicamente responden a lo que se llama una singularidad del espacio-tiempo, es decir, son lugares en donde la materia, el espacio y el tiempo colapsan. En un agujero negro dejan de tener sentido las leyes físicas tal y como las conocemos. Es un objeto estelar en donde la materia está tan comprimida, es tan densa, como toda la masa de la Tierra apretujada en la cabeza de un alfiler. Por efecto de la atracción gravitatoria que se genera ni los propios rayos de luz son capaces de escapar. En consecuencia vemos una especie de agujero sin luz, al que llamamos “agujero negro”.

El “padre” moderno de los agujeros negros fue el astrofísico alemán Karl Schwarzschild. A los pocos meses de que Einstein publicara su relatividad general, calculó en sus detalles más exactos la curvatura del espacio-tiempo en el exterior de cualquier estrella esférica y sin rotación. Su cálculo era bello y elegante, y la geometría curvada que predecía estaba destinada a tener un enorme impacto sobre nuestra comprensión de la gravedad y el Universo.

La geometría de Schwarzschild predecía que para cada estrella existe una circunferencia crítica que depende de la masa de la estrella, la misma circunferencia crítica que había sido descubierta por John Michell y Pierre Simon Laplace (los “padres” antiguos de los agujeros negros) más de cien años antes con las leyes de la gravedad de Newton: 18,5 kilómetros multiplicada por la masa de la estrella espresada en unidades de masa solar. Sin embargo, sólamente, los cálculos de Schwarzschild daban la solución para una estrella cuya circunferencia real fuera la misma que su circunferencia crítica: un agujero negro real. Para un agujero negro, con su espacio fuertemente curvado, el flujo del tiempo en su superficie está infinitamente dilatado. El tiempo no fluye en absoluto, está “congelado”. En consecuencia, cualquiera que pueda ser el color de la luz cuando empieza su viaje hacia arriba desde la superficie de la estrella, será desplazada mucho más allá del rojo, más allá del infrarrojo, más allá de las longitudes de las ondas de radio, hasta las regiones de longitud de onda infinita, es decir, la luz deja de existir, no escapa. La superficie de la estrella, con su circunferencia crítica, es exactamente lo que llamamos el horizonte de sucesos de un agujero negro.

El hecho de que todo lo que cae en un agujero negro no pueda volver a emerger, ha llevado a un interesante debate sobre la pérdida de la información que lleva toda esa materia que desaparece. Hawking demostró que, contrariamente a lo que se pensaba, los agujeros negros emiten una radiación de origen cuántico capaz de devolver al entorno esa información que permanece en el horizonte de sucesos. La teoría de cuerdas ha aportado su punto de vista: el horizonte estaría formado por una maraña gigantesca de cuerdas que codifican toda la información de la materia caída.

Extrañas criaturas, separadas del Universo inmediato por una tremenda curvatura del espacio-tiempo, que impide que apenas nada salga de ellas: sólo una ínfima radiación de origen cuántico escapa a su absoluta y misteriosa negrura.

Libro recomendado:“Agujeros negros y tiempo curvo”, de Kip S.Thorne.CRÍTICA. Barcelona 1995. Con prólogo de Stephen Hawking.

Web: Varios sobre agujeros negros.

Salvador Ruiz Fargueta | 01 de agosto de 2007

Comentarios

  1. elias
    2008-05-26 12:10

    en verdad es nuy inprecionante e increible pero me pregunto cual es el destino de algun objeto, estrella o lo que sea que entre a este agujero negro. si el agugero tendra una entrada y una salida? .si al entrar mas objetos en el aumenta su tamaño y que posibilidades hay que la tierra sea atraida por el agujeo. son algunas dudas pero en berdad es imprecionante y muy descriptibos las definiciones y conceptos sobre el agujeronegro

  2. Salvador
    2008-05-27 07:07

    Realmente son objetos sorprendentes que despiertan la imaginación más calenturienta. Según la teoría de la gravedad cuántica de bucles parece que en su interior el espaciotiempo puede revertir hacia nuevas regiones recien creadas, lo que se conoce popularmente como agujeros blancos. Conforme engullen materia van creciendo, pero afortunadamente no tenemos ningún agujero negro tan cerca de la Tierra para que pueda preocuparnos.
    Un saludo Elías.

  3. luismary
    2008-09-04 23:31

    eso no sirve eso es una porquería voten eso chaaaaa que porquería



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