Charla de divulgación ofrecida por el Dr. Mariano Méndez. Astrónomo.
6 de abril de 2001.

-¿Qué hay en el Universo, qué encontramos en él?
El Universo está inicialmente formado por gas, el gas es el que después se condensó y formó estrellas como el Sol. Nuestra estrella está formada básicamente por hidrógeno y helio. El hidrógeno es un gas combustible y está continuamente transformándose y produciendo energía, luz y calor. Las estrellas forman parte del Universo y una vez formadas se agrupan en dos, tres o muchas más y forman cúmulos de estrellas o galaxias. Nosotros vivimos en una galaxia y si uno ve el cielo nocturno, en una noche clara en el campo, especialmente en el hemisferio Sur, verá una faja de estrellas llamada la Vía Láctea porque parece leche derramada sobre el cielo y eso es parte de nuestra galaxia vista desde dentro. Existen muchas otras galaxias en el Universo, formadas por cientos de miles de millones de estrellas como la nuestra. El tema en el que yo trabajo es muy específico, se trata de los agujeros negros.

-Entremos más en detalle sobre este tema
Las estrellas están formadas por materia, como todos nosotros y la materia tiene la propiedad de atraer gravitatoriamente a otra materia. Eso lo descubrió Newton hace unos 350 años. La anécdota dice que de un árbol le cayó una manzana en la cabeza y de ahí se dio cuenta.... no fue realmente así pero es una linda historia. Newton se dio cuenta que los cuerpos se atraen mutuamente y por esa razón las manzanas caen al piso y nosotros cuando saltamos, tratamos de salir de la Tierra pero enseguida caemos nuevamente. Ese es el efecto de la atracción gravitatoria que no nos permite salir fácilmente al espacio. Si queremos mandar un cohete al espacio, éste debe tener cierta velocidad -se llama velocidad de escape- necesaria para que el cohete salga de la Tierra y no vuelva a caer. Si uno pudiera tirar, por ejemplo, una manzana a una velocidad de 10 km/seg, o sea que la manzana se moviera en un segundo 10 kilómetros, se iría fuera de la Tierra (en realidad es 11,2km/seg).
La Tierra tiene cierta propiedad de atraer los objetos hacia ella. Si nuestro planeta tuviera determinado tamaño o masa, podría ser perfectamente un agujero negro. ¿Qué pasaría si la velocidad de escape de la Tierra en vez de ser 11km/seg fuera 300.000km/seg que es la velocidad de la luz? Algo que se moviera a la velocidad de la luz apenas sería capaz de escaparse de la Tierra.
La velocidad de escape de la Tierra depende de cuál es su masa, su radio y tiene sólo 11 km/seg. En cambio, un agujero negro sí tiene 300.000 km/seg como velocidad de escape, quiere decir entonces que si algo se mueve a 299.999 km/seg no se escapa del agujero negro. Tendría que moverse a 300.001.

-O sea, por ahora nada conocido, nada escapa a un agujero negro...
Exactamente, la velocidad de la luz es un límite, no se puede superar y entonces una vez que uno está en un objeto que tiene una velocidad de escape igual a la velocidad de la luz, ya no se puede escapar, ni siquiera la luz puede hacerlo y por eso se llama un agujero negro.
La idea de un agujero negro como yo la expliqué fue planteada ya en el siglo XVIII por un reverendo inglés que se llamaba Mitchell y en el siglo XIX, independientemente, por Pierre Laplace, un astrónomo francés. Ellos hicieron el mismo cálculo acerca de la velocidad de escape de la Tierra y se plantearon que si un cuerpo tuviera la velocidad de escape como la de la luz ésta no escaparía. Esa fue la primera idea; finalmente, aunque se llega al resultado correcto, es errónea. Recién a principios del siglo XX apareció Einstein quien estudió la misma ley que planteó Newton sobre la atracción entre los cuerpos pero desde otro punto de vista. Y vio que esta ley no era perfecta, que describía muy bien muchos eventos pero fallaba en ciertas circunstancias. Entonces basándose en una teoría diferente planteó otra ley de gravitación, que en ciertas circunstancias son casi idénticas. Por ejemplo en la vida diaria, ambas son indistinguibles: Cuando los ingenieros hacen puentes usan la ley de Newton y les va bien pero cerca de un agujero negro, según Eisntein, esta ley no funcionaría más. Su teoría es más complicada, matemáticamente, que la de Newton. Implica que en el espacio en que nosotros vivimos, vemos tres dimensiones, somos ancho, alto y profundidad y este espacio se deforma ante la presencia de cuerpos. Nosotros lo deformamos de manera tan pequeña que no se nota pero un agujero negro lo deforma muchísimo. Un físico norteamericano, John Willer, fue el que acuñó el término agujero negro.

-Qué sucede alrededor de un agujero negro, cómo es dicho vecindario?
Los agujeros negros que están solos en el Universo, muy lejos de las estrellas o cualquier otro cuerpo; en teoría no hay forma de verlos ya que, como dije, se tragan hasta la luz que ellos mismos emiten. Pero tenemos la suerte de que hay agujeros negros que tienen una estrella en órbita alrededor de ellos. Para esa estrella no es una gran vida porque el agujero negro se la está devorando, pero para nosotros que estamos observando, es la única chance que tenemos de ver efectos de un agujero negro.
Como los agujeros negros tienen una gravedad tan fuerte, en una decena de millón de años se chupa la estrella que le da vueltas. El gas de esa estrella sufre la atracción del agujero negro y empieza a caer en torbellino al igual que lo hace el agua en el lavatorio cuando se saca el tapón.
Entonces se forma un torbellino de gas que sale desde la estrella principal y cae sobre el agujero negro. Forma un disco de gas alrededor del agujero negro y el material forma lentamente ese torbellino. Mientras está en el disco ese gas se calienta porque roza consigo mismo; se calienta tanto que emite una luz no visible a los ojos, es otra manifestación de la luz, con otra longitud de onda: los rayos x.

-Esto se ve a través de telescopios de rayos x...
Exactamente. Los rayos x no penetran la atmósfera de la Tierra y eso es una fortuna porque en gran cantidad son dañinos. Si uno quiere verlos debe mandar satélites con un telescopio especial y eso se hace desde los años ´60, primero en globos y luego en satélite.
La materia que cae a un agujero negro se calienta tanto que alcanza una temperatura de 10 a 20 millones de grados y termina emitiendo rayos x. Al detectarlos se estudian sus propiedades, cómo cambian en función del tiempo o su longitud de onda; se analiza entonces, qué pasa en las cercanías de los agujeros negros. Uno puede inferir la existencia de un agujero negro pero no puede pararse al lado y decir aquí está: miren meto la mano y la saco... porque si hiciera eso no saldría nunca más.

-¿Qué tamaño tienen y en qué región están?
En nuestra galaxia, donde los podemos estudiar más fácilmente, hay una clase de agujeros negros que tienen masas comparables a la del Sol y se ubican cerca del plano de la galaxia y más hacia el centro. Están distribuidos más o menos uniformemente pero se cree que hay otro grupo, mucho más masivos, que tienen un millón a 10 millones de veces más masa que nuestro Sol y se ubican en el centro de las galaxias. Habría uno en el centro de nuestra galaxia y en otras también. Su presencia se infiere a partir de lo que se observa con grandes telescopios.
El brillo de los agujeros negros más grandes viene en rayos gamma, de una longitud de onda más corta que los rayos x, y sus consecuencias se ven sobre las estrellas cercanas. Esto ha sido observado por el telescopio espacial Hubble.

-¿Por qué resulta tan fatal y tan atractivo un agujero negro?
Si uno se acerca lo suficiente no podría salir, cruzaría un lugar que se llama horizonte de eventos y no volvería más al lado contrario; se encontraría con toda la luz que tampoco puede salir. Lo más interesante, imaginándonos la situación, es que si uno pusiera la cara en dirección al agujero negro y cruzara el horizonte de eventos, al torcer su rostro hacia la derecha, vería su propia nuca. Uno vería su nuca mirando hacia delante y eso es porque la luz da una vuelta completa sobre el horizonte de eventos. La luz que sale de mi nuca da una vuelta completa y llega hasta mis ojos. Es una cuestión difícil de imaginar...

-Lindo tema para la ciencia ficción.
La ciencia ficción hizo mucho uso de los agujeros negros, con lo que llaman agujeros de gusanos y agujeros blancos y la idea de que uno entra en un agujero negro y sale en otra región del universo, del espacio y el tiempo. Quizás sea posible, pero no ahora porque si uno cruza el horizonte de eventos se transforma en un fideo. Para graficar esto digamos que la fuerza de gravedad es tanto más grande en los pies que en la cabeza, uno se estira como un fideo; los pies lo tiran hacia abajo y la cabeza todavía no se enteró que está cruzando un agujero negro. O los desgarra, no sé, no tengo la experiencia en vivo así que no les puedo contar qué pasa, pero uno se puede imaginar que no va a ser fácil contar el cuento, por lo menos a los amigos que están de este lado del Universo. Si alguno tiene amigos del otro lado del Universo, podrá contárselos, pero ellos ya lo saben así que mucha gracia no tiene. A los de aquí ni siquiera podrán mandarles un mensaje por radio porque las ondas de radio, que son como luz, se quedan dentro del agujero negro. Mi consejo final es que si los mandan cerca de un agujero negro, no vayan porque no van a poder salir!

Per. Alejandra Sofía