AGUJEROS NEGROS.

¿PUERTAS A OTRAS DIMENSIONES?

En algún lugar, no muy lejos de la tierra, una estrella agoniza en sus últimas etapas de vida. Explotará como una Supernova, y después se convertirá en un Agujero Negro. Nuestra Galaxia, La Vía Láctea tiene millones de ellos, y justo en su centro reside un AN supermasivo con una masa equivalente a miles de millones de veces la de nuestro sol.

Los agujeros negros fueron formulados por primera vez en las ecuaciones de Albert Einstein, sin embargo, este pensaba que no existían en la naturaleza. A Einstein le repugnaba la idea de que existiera un objeto que retorciese el espacio y el tiempo. Su sentido de la armonía cósmica le hacía rechazar esta idea.

Hoy conocemos con bastante exactitud estos objetos. Un agujero negro (no es un agujero) es un punto de masa y densidad tan compacta que su gravedad no deja escapar nada, ni siquiera la luz. Para hacernos una idea, un agujero negro de 500.000 millones de Toneladas, tendría un tamaño aproximado a una billonésima de centímetro cuadrado. Un agujero negro puede ser una esfera o no. A su “superficie” oscura la denominamos horizonte de sucesos y desde ahí nada puede escapar si no lo hace a una velocidad mayor que la de la luz.

A pesar de su nombre, si pudiésemos observar su interior, veríamos una ingente cantidad de luz atrapada. Las paradojas que se originan cuando se estudian estos objetos, han hecho correr ríos de tinta, y especular con la posibilidad de que sean puertas a otras dimensiones o universos.

En este artículo, abordaremos algunas de estas cuestiones, aunque reconociendo que el trabajo de investigación sigue adelante y todavía nos esperan sorpresas a la vuelta de la esquina.

Si nos acercásemos a un AN, nuestro reloj se retrasa respecto al de los observadores que dejamos atrás. Según las leyes de la Relatividad, al cruzar el horizonte de sucesos, el tiempo y el espacio intercambian sus papeles. Por eso los AN juegan el papel tan importante en la física teórica actual. Desde el interior de un agujero negro veríamos toda una cosmología; un Universo completo con Big Bang y Big Crunch, representados por las singularidades pasada y futura. En este sentido, entrar en un AN sería como cruzar la puerta a otro Universo. Sin embargo, no nos debemos dejar llevar por esta percepción, pues hasta lo que conocemos, sería simplemente una percepción originada por un efecto visual llamado lente gravitacional.

El agujero negro más pequeño descubierto ha sido denominado J1650, se ubica en la constelación de Ara (o Altar) de la Vía láctea y tiene unamasa equivalente a 3,8 soles y 24 km de diámetro.

Aún así, nunca entraremos en un AN, porque seríamos totalmente destrozados por la gravedad. Los agujeros negros son objetos muy complicados y destructivos.

Un AN resulta ser más frío cuanto más grande y más masivo sea. Por ello, cuando en el 2008 se habló de los peligros de generar agujeros negros microscópicos en el LHC, la comunidad científica les ignoró, pues un AN de esas características se evaporaría al instante sin provocar catástrofe alguna.

En contra de lo que algunos piensan todavía, un agujero negro jamás ha sido visto ni fotografiado. Tan sólo tenemos información indirecta como la luz del gas o las estrellas que giran distorsionados a su alrededor.

¿Podría La Tierra ser atravesada por Agujeros Negros?

Si Stephen Hawking tiene razón, aunque los AN subatómicos se evaporan y desaparecen

rápidamente, algunos AN microscópicos aún podrían sobrevivir, los menores de una billonésima

de centímetro, cuya masa supera los 500.000 millones de toneladas todavía se encuentran entre

nosotros, vagando por el espacio. La cuestión anterior ha sido afrontada algunos investigadores

y han llegado a dos conclusiones:

En lo que respecta a su gravedad, un agujero negro tan pequeño que se moviese a través de la

Tierra con una velocidad superior a la del sonido, la energía dejada a su paso por el diámetro

terrestre ha de repartirse en una distancia de más de 10.000 kilómetros y a lo largo de varios

minutos, lo que haría que su detección fuese extremadamente dificultosa.

La radiación Hawking emitida por el agujero negro (neutrinos, electrones, positrones y también

rayos X y gamma sería absorbida por la materia terrestre que encuentra el agujero negro, y sería

prácticamente indetectable.

Por tanto, el único modo más o menos fiable para detectar la potencial interacción de un agujero

negro de este tamaño con nuestro planeta, sería el rastro dejado por la energía reconocible en

los fósiles y otros materiales terrestres a lo largo de escalas de tiempo geológicas.

Otra cuestión sería sin embargo, si el agujero negro tuviese un tamaño mayor. Como la mayoría de lectores sabrá, estos devoradores galácticos no tienen piedad con nada, y devoran todo a su paso, gases, planetas, estrellas, luz, e incluso se devoran entre ellos, pero afortunadamente, todas las detecciones nos sitúan a salvo de dichos cuerpos.

Científicos finlandeses lograron calcular la masa del mayor agujero negro conocido en el espacio. El objeto celeste tiene una masa 18.000 millones de veces mayor que la del Sol

Los especialistas en el papel de los agujeros negros "supermasivos" y evolución de las galaxias asegura que hay centenares de agujeros desplazándose por nuestra Vía Láctea a velocidades de hasta 4.000 kilómetros por segundo.

Para un observador lejano al agujero negro (nosotros, por ejemplo) la luz parecería “curvarse”, pero para un observador cercano al agujero negro los curvados seríamos ¡¡nosotros mismos!!Tanto es así que cerca de un agujero negro la “lente gravitacional” haría que la mitad del universo visible se agolpase en su borde.

¿Qué es una Lente gravitacional?

La luz viaja a través del espacio-tiempo siguiendo la línea recta. Si dibujamos una recta en un folio con lápiz y regla y curvamos el folio por dos extremos: la recta ya no es “recta”. Hemos creado una distorsión en el espacio tiempo, que obliga a la luz a doblarse. Realmente la luz no se curva: siempre sigue una geodésica espaciotemporal, que es la “línea más recta posible” en el espacio tiempo, pero el efecto es el mismo que el producido por una estrella o agujero negro al paso de la luz de otros objetos por sus cercanías.

¿Puertas a otras dimensiones?

Los agujeros negros, al menos en principio, no parecen evidenciar la existencia de otras dimensiones. De hecho, la existencia de otras dimensiones, es una especulación muy aceptada por los más refutados científicos, aunque no necesitan la ayuda de los agujeros negros en sí mismas. La idea de que existan dimensiones más allá de las tres espaciales y el tiempo es tenida muy en cuenta por astrofísicos y físicos de partículas, porque existen procesos en el

universo que se podría explicar mejor con la ayuda de dimensiones extra. Así pues, conocemos las siguientes teorías que necesitarían de más dimensiones para funcionar:

La teoría M necesita 11 dimensiones, la teoría de cuerdas tiene 10 dimensiones y la teoría

de supercuerdas otras 11 dimensiones. Todas ellas son teorías matemáticas sobre el papel, que

podrían validar las observaciones con la física cuántica y la relatividad general, pero en realidad

no nos acercan más que a conjeturar sobre ello.

¿Porqué se relaciona las puertas dimensionales con los agujeros negros?

Principalmente por la ciencia ficción. No olvidemos que los agujeros negros son unos

laboratorios excelentes para los físicos, pues en su interior parecen desafiarse la mayoría de las

leyes conocidas. De hecho, distintos investigadores han propuesto que los agujeros negros

podrían ser atravesados por “agujeros de gusano” conectando así regiones muy distantes en el

hiperespacio. Aunque los agujeros de gusano, no han sido nunca observados, y sólo funcionan

en la teoría con fórmulas matemáticas que los convierten en muy inestables.

Los agujeros de gusano bien podrían no existir, y ser sólo una idea teórica.

A diferencia de los agujeros negros, cuya formación conocemos bien, no hay nada en la

naturaleza que sepamos, que pueda formar un agujero de gusano.

Es cierto que tampoco hay ninguna ley que lo prohíba, así que tal vez una civilización mucho

más avanzada podría construirlos artificialmente. (Léase Michio Kaku o Kip Thorn). Esta

consideración es meramente especulativa, pero sigue cautivando a la crema de la comunidad de

astrofísicos. Aquí ya daríamos paso a los teóricos Agujeros Blancos, tampoco vistos y que

serían iguales que los agujeros negros, pero a diferencia de estos últimos, dejarían

escapar materia y energía en lugar de absorberla.

Los quásares fueron confundidos en un momento dado con los agujeros blancos, y la comunidad

de astrofísicos comenzó a pensar que la realidad superaría en breve la ciencia ficción.

En física, un agujero de gusano, es también conocido como un puente de Einstein-Rosen

Algunos autores (Reißner-Nordstrøm ) mantienen que el agujero blanco pasa a la "salida" de un

agujero negro en otro "universo". La carga eléctrica del agujero de Reissner-Nordstrøm

proporciona un mecanismo físico más razonable para construir posibles agujeros blancos.

¿Qué mecanismos podrían originar los agujeros blancos? Existen algunas hipótesis:

En principio se ha supuesto a los agujeros blancos como una especie de "salida" del material y la

energía de los agujeros negros, ambos tipos de singularidades probablemente estarían

conectadas por un agujero de gusano.

Otra idea generalizada en la actualidad es que los agujeros blancos serían muy inestables,

durarían muy poco tiempo e incluso tras formarse podrían colapsar y transformarse en agujeros

negros.

También se ha llegado a conjeturar que la singularidad inicial del big bang pudo haber sido una

especie de agujero blanco en sus momentos iniciales.

Por lo que respecta a los agujeros de gusano, estos podrían funcionar de distintos modos,

conectando una posición de un universo con otra posición del mismo universo en un tiempo

diferente, o posiciones distantes en el universo por plegamientos espaciotemporales, permitiendo

viajar entre ellas en menor tiempo del que tomaría hacer el viaje a través de espacio normal.

También podrían asociar un universo con otro diferente (leer Schwarzschild). Esto nos permite

especular si tales agujeros de gusano podrían usarse para viajar de un universo a otro paralelo.

Otra aplicación de un agujero de gusano podría ser el viaje en el tiempo. En ese caso sería un

atajo para desplazarse de un punto espaciotemporal a otro diferente. En la teoría de cuerdas un

agujero de gusano es visualizado como la conexión entre dos D-branas, donde las bocas están

asociadas a las branas y conectadas por un tubo de flujo. Se cree que los agujeros de gusano

son una parte de la espuma cuántica o espaciotemporal.

De momento existen teóricamente diferentes tipos de agujeros de gusanos que son

principalmente soluciones matemáticas a la cuestión:

El supuestamente formado por un agujero negro de Schwarzschild, este "agujero de gusano de

Schwarzschild" producido por un agujero negro de Schwarzschild se considera infranqueable;

El agujero de gusano supuestamente formado por un agujero negro de Reissner-

Nordstrøm o Kerr-Newman, resultaría franqueable pero en una sola dirección, pudiendo contener

un "agujero de gusano de Schwarzschild";

El agujero de gusano de Lorentz posee masa negativa y se hipotetiza como franqueable en

ambas direcciones (pasado/futuro).

Consideraciones del autor del artículo.

Hasta hace poco tiempo, desconocíamos la naturaleza de los fenómenos más energéticos del

universo. Ahora estamos comenzando a comprenderlos en su más amplia magnitud. Es pronto

para aventurar o descartar cuestiones del tipo de viajes en el tiempo, dimensiones paralelas o

multiversos. Sin embargo, instrumentos como el LHC del Cern en Suiza, los nuevos

radiotelescopios espaciales o el LIGO (Observatorio de interferometría láser de ondas

gravitacionales) nos aportarán datos prometedores y espectaculares en los próximos años.

Datos que, sin duda alguna, elevarán nuestro conocimiento de un universo que con toda

seguridad, será más fascinante, cautivador y mágico de lo que ahora quizá podamos nisiquiera

aventurar. Démosle pues, tiempo… al tiempo.