Los Agujeros Negros (2/3)

2 ESPECULACIONES

Los agujeros negros son un caso, entre unos pocos en la historia de la ciencia, en el que la teoría se desarrolla en gran detalle como un modelo matemático, antes de que haya alguna evidencia de que dichos cálculos son correctos. ¿Cómo creer en objetos cuya evidencia son cálculos son basados en la teoría de la relatividad?. Un caso que vale la pena resaltar es la evidencia de que existe un agujero negro con cien mil veces la masa del sol, en el centro de nuestra galaxia, cualquier estrella que se acerque demasiado será despedazada, en este caso los restos y el gas de la estrella caerá en el agujero negro, pero no se calentará tanto para emitir Rayos X sino ondas de radio y rayos infrarrojos que se observan en el centro de nuestra galaxia.

2.1 VIAJES EN EL ESPACIO-TIEMPO

Un concepto tan extraño como el de agujero negro naturalmente atrae los intereses y la creatividad de los escritores de ciencia ficción. Un tema favorito es el uso de un agujero negro como una ruta a otros lugares u otros tiempos en el universo. Matemáticamente, un par de agujeros negros podrían formar un "puente" entre dos lugares en el universo, pero no está claro cómo dicho puente podría formarse o sobrevivir. Un agujero negro, como el que se forma con los despojos de una estrella, sería más bien inconveniente para viajes espaciales, porque la materia que cayera en él sería aplastada e incinerada por fuerzas de marea conforme entrara en el agujero. Un agujero negro supermasivo tendría fuerzas de marea menos extremas, pero se piensa que el más cercano está en el centro de nuestra galaxia. Un agujero negro que rota tiene posibilidades más interesantes, porque en él existe una región llamada la ergósfera, justo afuera del horizonte de sucesos, que tiene la siguiente propiedad -- los objetos pueden entrar y salir de la ergósfera (si soportan las fuerzas de marea). Una nave espacial llena de basura podría entrar en la esgósfera, botar su carga dentro del agujero negro, y salir con más energía que la que tenía al entrar --- ¡resolviendo la crisis de energía y el problema de contaminación simultáneamente (al menos en teoría).

2.1.1 Agujeros blancos.

Las ecuaciones de la relatividad general tiene una propiedad interesante, son simétricas en el tiempo, lo que se significa que se puede tomar una solución a las ecuaciones y pensar que el tiempo va hacia atrás y sin embargo las soluciones siguen siendo válidas. Si se aplica esta propiedad a la solución de las ecuaciones que describen los agujeros negros, resultará un objeto llamado agujero blanco. Puesto que un agujero negro es una región del espacio de la cual nada puede escapar, la versión del tiempo invertido de un agujero negro es una región del espacio en la que nada puede caer. Tal como un agujero negro sólo puede absorber cosas un agujero negro sólo puede expulsar cosas. Aunque los agujeros blancos son una solución matemáticamente válidas a las ecuaciones de la relatividad general, eso no significa que realmente existan, pues seguramente no hay forma de producir uno. Crear un agujero blanco es imposible como destruir un agujero negro, puesto que los dos procesos son inversos en el tiempo.



2.1.2. Agujeros de gusano.

Si se consideran agujeros negros que giran o tienen carga eléctrica, es posible caer en uno de ellos y no chocar con él, ya que el interior de éste tipo de agujeros negros puede estar unido con un agujero blanco, formando un camino en el que algo cae en el agujero negro y sale en el agujero blanco. Esta combinación de agujeros negros y blancos es llamada agujeros de gusano, que son túneles en el espacio-tiempo. Es decir, el agujero blanco puede estar en un lugar muy lejos del agujero negro, incluso podría estar en un "Universo Diferente" (región de espacio-tiempo que está completamente desconectada de nuestra propia región). Un agujero de gusano convenientemente situado proveería una vía rápida y útil para viajar enormes distancias, o para viajar a otro Universo. Quizá la salida de un agujeros de gusano esté en el pasado, de manera que se podría viajar de regreso en el tiempo a través de ellos. Sin embargo, los agujeros de gusano seguramente no existen, ya que, como se había mencionado antes, sólo por el hecho de que los agujeros blancos sean una solución válida a unas ecuaciones, no significa que se encuentran en la naturaleza. Pero, aun si los agujero de gusano estuvieran formados, se considera que no serían estables, y la más mínima perturbación causaría su colapso. Pero, aunque los agujeros de gusanos existan y sean estables, sería bastante desagradable viajar a través de ellos, porque los rayos X y gama destruirían al que pasara.

2.1.3 Teorías sobre viajes en el espacio-tiempo utilizando agujeros negros

El astrónomo inglés Ian Crawford asegura que el hombre podría atravesar agujeros negros y llegar en instantes a puntos remotísimos del cosmos sin ser desintegrado por las enormes fuerzas gravitatorias. La Real Sociedad Astronómica Británica anunció que publicará un documento de Ian Crawford (astrónomo de la Universidad de Londres), donde se describe como los humanos podrían viajar por el espacio a velocidades superiores a la de la luz. De esta manera, se superaría una limitación hasta ahora fuertemente aceptada, marcada por la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein. "Las pruebas son complejas y matemáticas", pero "en teoría es posible", dijo Crawford en declaraciones recientes al diario británico Sunday Time. La validez de sus hipótesis fue certificada en alguna medida al superar la rigurosa censura de quienes deciden cuales son lo artículos publicables en una revista científica de prestigio. La idea básica, si bien no es una novedad, es digna de la ciencia ficción: penetrar en un "agujero negro" y aparecer en otro punto del universo, quizás a miles de años luz, saltando en un instante una distancia prácticamente inimaginable. De acuerdo con comentarios formulados a la prensa por un portavoz de la organización científica que respalda el trabajo, Crawford habría descubierto propiedades teóricas de los agujeros negros que permitirían a los hipotéticos viajeros atravesarlos sin ser destruidos por las poderosas fuerzas gravitatorias en juego. El informe prometido se llama "Algunas reflexiones sobre las implicaciones de viajar más velozmente que la luz". Teóricamente, esa posibilidad abriría camino a contactos con civilizaciones remotas, cuya existencia es muy probable en la inmensidad del universo. Acortados los viajes espaciales por la velocidad de la luz, la longitud de la vida humana es una limitación fundamental: si una estrella con un planeta habitado se encuentra a 30 o 40 mil años luz, relativamente cerca en términos cosmológicos, para visitarla harían falta por lo menos 30 o 40 mil años viajando casi a la velocidad de la luz (en principio, teóricamente inalcanzable). Hasta ahora la hipótesis de los científicos es que los poderosos campos gravitatorios en los agujeros negros desintegrarían a los astronautas que se atrevieran a visitarlos. Crawford contradice a sus colegas sosteniendo que los viajeros podrían ser "manipulados" para evitar tragedias.

2.2 ¿QUE PASARíA SI EL SOL SE CONVIRTIERA EN UN AGUJERO NEGRO?

Primero que todo, el sol no tiene la posibilidad de hacer tal cosa. Sólo las estrellas que con considerablemente más pesadas que el sol terminan sus vidas como agujeros negros. El sol va a permanecer de la misma forma en que está aproximadamente por cinco mil millones de años o más.Pero si por alguna razón el sol se convirtiera en un agujero negro, el principal efecto es que se alrededor del sol todo se pondría muy oscuro y muy frío. La Tierra y los otros planetas no sería absorbidos por el agujero negro; ellos describirían las mismas órbitas que siguen actualmente. Por qué? Porque el horizonte de este agujero negro sería muy pequeño (aproximadamente 3 km.) y de acuerdo a lo dicho anteriormente, siempre que se permanezca lo bastante alejado del horizonte la gravedad de un agujero negro no es más fuerte que la de cualquier objeto de la misma masa.

2.3 AGUJEROS NEGROS NO PUNTUALES

En la formación de los agujeros negros se habla de que una estrella podría contraerse hasta ser un simple punto. Esto representaba una singularidad tanto de densidad como de curvatura del espacio (densidad y curvatura infinitas), además de tiempos imaginarios en su interior. Sin embargo puede existir algo que podría detener este colapso final hacia un punto y esto es la detención del tiempo. Estos problemas de singularidad se pueden evitar basándonos en la idea de que en el horizonte de sucesos el tiempo se detiene (según la teoría de la relatividad general de Einstein, una de cuyas consecuencias es que el transcurrir del tiempo depende de la intensidad del campo gravitatorio y de la distancia al centro de ese campo). Supongamos un astro cuya distribución de densidades interiores sea tal que la situación que caracteriza a un horizonte de sucesos se dé en todo el volumen del astro. En este caso el tiempo estaría detenido en todo el volumen de astro (el horizonte de sucesos sería una esfera, no una superficie esférica) y por lo tanto el colapso a partir de este punto no ocurriría Así una estrella en la que se colapsan sus neutrones, al alcanzar una distribución de densidades igual se detendría el colapso al detenerse el tiempo.

2.4 MINI AGUJERO NEGROS

Un agujero negro con masa menor de tres masas solares no se formaría solo; su gravedad es demasiado débil para causar el colapso sobre sí mismo. Una enorme presión externa se necesitaría para formarlo. En 1971, el astrofísico Stephen Hawking teorizó que, en la densa turbulencia de la gran explosión de la que surgió el universo, esas enormes presiones externas existieron y formaron muchos mini-agujeros negros. Estos serían tan masivos como una montaña, pero tan pequeños como los protones de los que los átomos están hechos y tendrían otra propiedad extraña como resultado de las leyes de la mecánica cuántica que gobiernan las partículas muy pequeñas en el universo, radiarían energía espontáneamente y, después de miles de millones de años, eventualmente se evaporarían en una violenta explosión final. Por tanto, los mini-agujeros negros pueden no ser "negros" del todo una posibilidad intrigante.Jhon Wheeler calculó que si se tomara toda el agua pesada de todos los océanos del planeta, se podría construir una bomba de hidrógeno que comprimiría tanto la materia en el centro que se formaría un agujero negro.