Viaje a las entrañas de un agujero negro

Imagina que te tocó la dudosa fortuna de ser la primera persona que cae en un agujero negro. ¿Es cierto que llega un momento en el que verás en un destello la historia entera del universo desde el bigbang, hasta la eternidad y más allá? ¿Te espera al final una salida glamorosa a otro universo en otra dimensión?¿Realidad o fake news?

Los agujeros negros han transitado la ruta que va de las ecuaciones al universo real: hemos observado la radiación de materia cayendo en ellos, y las ondas gravitacionales que emiten antes de fusionarse; hemos estudiado las trayectorias de estrellas que los orbitan y hasta se ha fotografiado su sombra. Los agujeros negros existen, ganan Premios Nobel y son rockstars de la cultura pop. (Lea Las dudas sobre la vida académica del nuevo Ministro de Ciencias)

Los agujeros negros son objetos extraños que desconciertan a nuestra intuición Ella, nuestra intuición, no nos ayuda mucho en trance de saber qué te pasará cuando caigas en uno. Entonces debemos recurrir a la física, y que las ecuaciones hablen.

A medida que caes tus observaciones te indican que el agujero negro no rota ni tiene carga eléctrica. Te tocó el más sencillo, un agujero negro de Schwarzschild. Así lo llaman los físicos. Tu destino depende únicamente de su masa: sientes el vértigo de la caída libre, a medida que te deslizas por una geodésica del espaciotiempo curvo de Schwarzschild.

Aún en tu zona de confort le mandas por wapp selfies a tu equipo que permanece en el cohete con los motores encendidos para contrarrestar la atracción del agujero. Tú escribes a intervalos regulares y, sin embargo, a medida que estás más cerca del agujero, ellos reciben tus mensajes separados por lapsos cada vez mayores. Es un efecto de la curvatura del espaciotiempo: el ritmo del tiempo es menor donde la gravedad es mayor. Conocemos ese efecto, hay que tomarlo en cuenta para que el GPS funcione. Donde orbitan los satélites del GPS hay menor gravedad que en la Tierra, los relojes allá se adelantan 45 millonésimas de segundo cada día respecto de los relojes en la Tierra.

Tienes la suerte de caer en un agujero negro supermasivo, como SagitarioA*, el que está en el centro de nuestra propia galaxia y cuya masa es alrededor de 4 millones de veces la masa de nuestro Sol. Si la masa del agujero negro fuese pequeña, digamos de 8 masas solares, la diferencia entre la aceleración entre tus pies y tu cabeza te destrozaría aún lejos del agujero. Son las mismas fuerzas que causan las mareas en la Tierra. Los astrónomos han captado con sus telescopios en estrellas cercanas a agujeros negros el efecto disruptivo de las fuerzas de marea que “espaguetizan” a la estrella disgregándola, decuartizándola.

En cambio, en agujeros negros de gran masa, como en el que estás cayendo, las fuerzas de marea son insignificantes.  La luz o radiación que tú y tu celular emiten, será recibida por tu equipo cada vez con menor energía  mientras más cerca estés del agujero, porque la radiación tiene que vencer la atracción del agujero.

Llega un momento en el que no reciben nada más de ti, tu imagen se ha atenuado exponencialmente, desapareciste, y visto por ellos tu reloj se detuvo. El tiempo mismo se detiene en ese punto. El enlentecimiento del tiempo ha sido extremo porque llegaste al horizonte de los eventos, la frontera fatídica, que separa el interior del exterior del agujero, y que una vez transgredida ya no hay vuelta atrás.

Tú, en cambio, no adviertes nada especial al cruzarla. Tampoco vislumbras como en una epifanía el futuro del universo porque no hay manera de que la luz de los eventos que no han ocurrido llegue a ti.

Pero ya no puedes mandar información a tu equipo. La curvatura del espaciotiempo es tal que la luz queda atrapada dentro del horizonte, que actúa como una membrana de una sola vía: todo puede entrar, pero nada puede salir, ni la luz. El interior del agujero negro de alguna manera ha sido exorcisado, excluido del universo. Sólo el campo gravitacional es la única manifestación de la existencia del agujero.

En el interior del horizonte, los roles del espacio y el tiempo se intercambian. Si en el exterior no podemos viajar hacia el pasado, en el interior tú no podrás regresar al horizonte que acabas de traspasar. Con la misma inevitabilidad con la que vamos hacia el futuro quienes estamos afuera del agujero negro, tú viajas hacia el centro en una vertiginosa caída libre. El centro del agujero es tu inexorable futuro y a él llegarás en un tiempo finito, medido por ti.  Y ahora sí, las fuerzas de marea te harán trizas al estar cerca del centro donde te espera la temible singularidad.

¿Y luego? Luego no sabemos. Es la única respuesta honesta. Esa, y que no habrá una salida fashion hacia otra dimensión ni otro universo ni otra fantasía.

En la singularidad las leyes de la física, nuestras guías confiables, pierden todo sentido. Tiempo y espacio carecen allí de significado. En la singularidad las cantidades relevantes se hacen infinitas y por eso la teoría pierde toda capacidad predictiva. La física actual no nos brinda ninguna respuesta.

Tal vez tú logres averiguar algo de la singularidad, pero a nadie le importará: a nosotros no, porque no puedes mandarnos información. Ni a ti tampoco porque ya no existes.

*Astrofísico, Profesor de la Universidad Industrial de Santander - Realizador de Astronomía Al Aire @AstroAlAire

Imagina que te tocó la dudosa fortuna de ser la primera persona que cae en un agujero negro. ¿Es cierto que llega un momento en el que verás en un destello la historia entera del universo desde el bigbang, hasta la eternidad y más allá? ¿Te espera al final una salida glamorosa a otro universo en otra dimensión?¿Realidad o fake news?

Los agujeros negros han transitado la ruta que va de las ecuaciones al universo real: hemos observado la radiación de materia cayendo en ellos, y las ondas gravitacionales que emiten antes de fusionarse; hemos estudiado las trayectorias de estrellas que los orbitan y hasta se ha fotografiado su sombra. Los agujeros negros existen, ganan Premios Nobel y son rockstars de la cultura pop. (Lea Las dudas sobre la vida académica del nuevo Ministro de Ciencias)

Los agujeros negros son objetos extraños que desconciertan a nuestra intuición Ella, nuestra intuición, no nos ayuda mucho en trance de saber qué te pasará cuando caigas en uno. Entonces debemos recurrir a la física, y que las ecuaciones hablen.

A medida que caes tus observaciones te indican que el agujero negro no rota ni tiene carga eléctrica. Te tocó el más sencillo, un agujero negro de Schwarzschild. Así lo llaman los físicos. Tu destino depende únicamente de su masa: sientes el vértigo de la caída libre, a medida que te deslizas por una geodésica del espaciotiempo curvo de Schwarzschild.

Aún en tu zona de confort le mandas por wapp selfies a tu equipo que permanece en el cohete con los motores encendidos para contrarrestar la atracción del agujero. Tú escribes a intervalos regulares y, sin embargo, a medida que estás más cerca del agujero, ellos reciben tus mensajes separados por lapsos cada vez mayores. Es un efecto de la curvatura del espaciotiempo: el ritmo del tiempo es menor donde la gravedad es mayor. Conocemos ese efecto, hay que tomarlo en cuenta para que el GPS funcione. Donde orbitan los satélites del GPS hay menor gravedad que en la Tierra, los relojes allá se adelantan 45 millonésimas de segundo cada día respecto de los relojes en la Tierra.

Tienes la suerte de caer en un agujero negro supermasivo, como SagitarioA*, el que está en el centro de nuestra propia galaxia y cuya masa es alrededor de 4 millones de veces la masa de nuestro Sol. Si la masa del agujero negro fuese pequeña, digamos de 8 masas solares, la diferencia entre la aceleración entre tus pies y tu cabeza te destrozaría aún lejos del agujero. Son las mismas fuerzas que causan las mareas en la Tierra. Los astrónomos han captado con sus telescopios en estrellas cercanas a agujeros negros el efecto disruptivo de las fuerzas de marea que “espaguetizan” a la estrella disgregándola, decuartizándola.

En cambio, en agujeros negros de gran masa, como en el que estás cayendo, las fuerzas de marea son insignificantes.  La luz o radiación que tú y tu celular emiten, será recibida por tu equipo cada vez con menor energía  mientras más cerca estés del agujero, porque la radiación tiene que vencer la atracción del agujero.

Llega un momento en el que no reciben nada más de ti, tu imagen se ha atenuado exponencialmente, desapareciste, y visto por ellos tu reloj se detuvo. El tiempo mismo se detiene en ese punto. El enlentecimiento del tiempo ha sido extremo porque llegaste al horizonte de los eventos, la frontera fatídica, que separa el interior del exterior del agujero, y que una vez transgredida ya no hay vuelta atrás.

Tú, en cambio, no adviertes nada especial al cruzarla. Tampoco vislumbras como en una epifanía el futuro del universo porque no hay manera de que la luz de los eventos que no han ocurrido llegue a ti.

Pero ya no puedes mandar información a tu equipo. La curvatura del espaciotiempo es tal que la luz queda atrapada dentro del horizonte, que actúa como una membrana de una sola vía: todo puede entrar, pero nada puede salir, ni la luz. El interior del agujero negro de alguna manera ha sido exorcisado, excluido del universo. Sólo el campo gravitacional es la única manifestación de la existencia del agujero.

En el interior del horizonte, los roles del espacio y el tiempo se intercambian. Si en el exterior no podemos viajar hacia el pasado, en el interior tú no podrás regresar al horizonte que acabas de traspasar. Con la misma inevitabilidad con la que vamos hacia el futuro quienes estamos afuera del agujero negro, tú viajas hacia el centro en una vertiginosa caída libre. El centro del agujero es tu inexorable futuro y a él llegarás en un tiempo finito, medido por ti.  Y ahora sí, las fuerzas de marea te harán trizas al estar cerca del centro donde te espera la temible singularidad.

¿Y luego? Luego no sabemos. Es la única respuesta honesta. Esa, y que no habrá una salida fashion hacia otra dimensión ni otro universo ni otra fantasía.

En la singularidad las leyes de la física, nuestras guías confiables, pierden todo sentido. Tiempo y espacio carecen allí de significado. En la singularidad las cantidades relevantes se hacen infinitas y por eso la teoría pierde toda capacidad predictiva. La física actual no nos brinda ninguna respuesta.

Tal vez tú logres averiguar algo de la singularidad, pero a nadie le importará: a nosotros no, porque no puedes mandarnos información. Ni a ti tampoco porque ya no existes.

*Astrofísico, Profesor de la Universidad Industrial de Santander - Realizador de Astronomía Al Aire @AstroAlAire