Todo sobre los agujeros negros ( 3ª Parte y última )

Y se hizo la luz

Newton aseguraba que la luz, al poseer una naturaleza ondulatoria, necesitaba un medio a través del cual desplazarse, pero debido a que no se podía entender qué era lo que había entre los planetas y en general e el cosmos extra atmosférico se definió la existencia de una materia que permitía a la luz desplazarse en el espacio, a esta materia se le denominó "éter" y aunque no se tenía pruebas de su existencia, esta era necesaria para que la mecánica de Newton se cumpla también fuera del planeta.

Era entonces necesario definir exactamente en qué consistía dicho éter, se pensaba según la mecánica clásica que éste era un medio en reposo absoluto. Esto tenía serias repercusiones sobre los planetas puesto que consideraba que nuestro planeta se movía a través de éste éter, por ello se debía de conocer a ciencia cierta cuál era la velocidad de la tierra respecto de éste éter. Dado el reto no se esperó mucho para que muchos científicos empezaran a realizar investigaciones y experimentos para determinar la existencia del éter en la realidad; fue así como en 1881 A.A. Michelson realizó un experimento que logró un objetivo completamente distinto al trazado inicialmente.

Nadie sabe para quien trabaja

El razonamiento de Michelson fue que si la Tierra se desplazaba a través de un éter entonces una especie de fuerza generada por el mismo éter (Michelson le denominó "viento de éter") debería de barrer la superficie terrestre, esto debería de originar un cambio en la velocidad de la luz que viaja con el éter, es decir, con el viento a favor la luz debería de tener una velocidad completamente distinta a la de la que tendría si tuviera dicho viento en contra. Fue entonces que se decidió a medir una distancia idéntica tanto a favor como en contra del viento, de esa manera, al tener dos velocidades distintas el éter demostraría su existencia.

Grande fue la sorpresa cuando se determinó que la velocidad de la luz era la misma no importando siquiera que dirección se utilizara para medirla, esto echó por la borda la existencia del éter y determinó que la luz poseía una velocidad determinada y, al parecer constante.

Números imaginarios

Pero... ¿cuál era la velocidad límite?, puesto que la constancia de la luz contradecía abiertamente las leyes newtonianas ¿cómo podíamos explicar éste gran detalle?. Los estudios realizados por Hendrik Antón Lorentz demostraban que debía de haber una ecuación de transformación de coordenadas que reemplazaba la de Galileo que decía que el tiempo permanecía constante para dos observadores, dichas ecuaciones tienen las siguientes formas:

x' = (x - vt)/(1-ß²)^½ » t' = (t - vx/c²)/(1-ß²)^½

Donde:

x espacio recorrido por objeto A	x' espacio recorrido por objeto A'
v velocidad de objeto A	v' velocidad de objeto A'
t tiempo utilizado por objeto A	t' tiempo utilizado por objeto A'
c velocidad de la luz	ß relación v/c

De estas ecuaciones vemos que si existiera una velocidad mayor que la de la luz tendríamos un valor de ß mayor que 1 con lo que tendríamos valores de espacio y tiempo imaginarios (recuerdas los números imaginarios determinados por la raíz de -1). Entonces no existe una velocidad mayor que la de la luz.

¿Los agujeros negros se comerían todo el universo?

La respuesta a esto deja de ser complicada y es bastante simple... NO, y te explico por qué, habíamos definido un agujero negro... bueno Stephen Hawking lo hizo junto a Roger Penrose hace aproximadamente 40 años, como el horizonte de sucesos dentro del cual todo objeto es absorbido irremediablemente hacia el centro de dicha singularidad. Pues bien, ¿a qué nos referimos con horizonte de sucesos?, ¿recuerdas el radio de Schwarzchild? bueno, si no lo recuerdas era el radio a partir del cual un agujero negro tragaba irremediablemente a todo objeto, es decir, dicho radio definía el horizonte de sucesos, entonces dichos radios en los agujeros negros conocidos no son del tamaño del universo (es más, no se sabe a ciencia cierta el tamaño del universo aunque se tiene una idea aún vaga).

Esto significa que los agujeros negros podrán tragarse cuerpos cercanos pero no absorberán a todos los objetos del universo. A no ser que un porcentaje considerable de la materia en el universo se convierta en agujeros negros... pero eso es improbable.

El efecto es similar al de la gravedad normal, éste tiene un campo de acción luego del cual no logra alterar en gran medida a los demás objetos, por ejemplo, la atracción gravitatoria terrestre sólo afecta a los cuerpos que pasan cerca de él (la Luna y algunos planetas) pero no afectará a las estrellas que componen toda la vía láctea o menos de otra galaxia.

Especulaciones

Respecto a este tema se ha especulado mucho, se han presentado una serie de teorías, algunas disparatadas y otras no tanto, se dice de los agujeros negros que son la puerta al cielo, mientras que otros plantean que los agujeros negros podrían ser una especie de tele transportadores de la materia (esta visión fue presentada inicialmente hace más de 25 años en la serie "Star Trek") pero todas ellas no son mas que conjeturas sin base plenamente demostrable. Lo único cierto es que, hablando respaldados por la ciencia, un agujero negro posee un límite en su radio de acción, así que calma, que hasta donde sabemos el universo va a seguir su marcha inexorable.

En esta fotografía podemos apreciar cómo un agujero negro empieza a absorber a un objeto cercano, en este caso se trata de una estrella que poco a poco va siendo absorbida por un agujero negro cercano a ella, éste agujero posee una distancia de alcance considerable, pero no podría afectar a otros objetos fuera de esa distancia.

La foto fue captada por el radio telescopio Chandra en 1999 y forma parte de una serie de imágenes que poco a poco va demostrando que los agujeros negros cumplen ciertas características planteadas inicialmente con el uso de las matemáticas y los conocimientos derivados de la teoría de la relatividad.

Nota importante: Es necesario recalcar que hace tan sólo unos meses científicos norteamericanos lograron demostrar que la velocidad de la luz no es la máxima posible, sino que con un túnel cuántico lograron movilizar fotones a una velocidad igual y mayor. Si bien este resultado pone en tela de juicio ciertos parámetros considerados por la relatividad no la descalifica (aún) del todo.

¿Qué efectos tiene sobre nuestro planeta la existencia de los agujeros negros?

Calma, el agujero negro más cercano a nuestro planeta está bastante lejos (al menos lo que conocemos), sin embargo los investigadores a nivel mundial llevan un registro constante no solo de la actividad de los agujeros negros ya detectados sino también están a la búsqueda de nuevos agujeros negros y de estrellas moribundas que estén a punto de entrar a la fase de agujero negro.

¿Y qué pasará con nuestro Sol?

Si queda alguna duda no queda sino mencionar que el Sol de nuestro sistema no puede convertirse en un agujero negro debido al factor del límite de Chandrasekhar, el cual requeriría que sus dimensiones fueran de 1,5 veces los actuales. Por cierto, la estrella que nos dá calor tiene 5'000,000 de años de vida.

Actualmente se presume que en el centro de nuestra galaxia existe un agujero negro, el cual provoca el movimiento y la forma de ella, esto no debe de asustarnos (por el momento) pues con los conocimientos actuales se ha concluido que sus efectos sobre nuestro Sistema Solar y sobre nuestro planeta son prácticamente nulos. Aunque se han encontrado evidencias de la presencia de agujeros negros fuera de los centros de galaxias, esto abre un nuevo campo de estudio pues modifica y amplia los posibles tipos de agujeros negros que pueden existir.

La imagen mostrada a la izquierda ha sido difuminada para poder mostrar con mayor nitidez la emisión de rayos X de una extensión de nubes de gas a altas temperaturas rodeando al posible agujero negro súper masivo Sagitario A. La temperatura ha sido calculada en aproximadamente varios millones de grados y ha sido producida probablemente por ondas de choque generadas por la explosión de una supernova y quizás por la colisión de vientos provenientes de jóvenes estrellas masivas. El probable agujero negro se encuentra a unos 10 años luz del centro de nuestra galaxia.

Imagen tomada con un espectrómetro de imágenes avanzado (ACIS)

Escala: Imagen está a 1.3 arcmin sobre un lado.

Dos imágenes mostrando lo mismo, a la izquierda de la foto tenemos una imagen tomada con rayos X mientras que la de la derecha ha sido tomada con una cámara óptica . Ambas fueron captadas por el Observatorio de rayos X Chandra y por el telescopio espacial Hubble respectivamente. El primero muestra un punto del cual emana una cantidad enorme de rayos X mientras que el segundo muestra una galaxia en espiral asociada con la fuente de rayos X: la fuente de dichos rayos está localizada en el centro de dicha galaxia y posee una emisión energética baja de rayos X ésta es consistente con la absorción de una fina nube de gases. La combinación de una emisión poderosa de rayos X, absorción de rayos X de baja energía y la relativamente apariencia óptica normal de la galaxia sugiere que la fuente es un tipo raro de agujero negro denominado un "quasar Tipo 2".

¿Existen los agujeros blancos?

Si se analizan en detalle las ecuaciones de las que se derivan las propiedades relativistas vamos a encontrar siempre que teóricamente existe una solución simétrica para cada una de ellas, es decir, así como tenemos la idea de que para la materia existe la antimateria, o a lo negro se opone lo blanco, de igual manera podemos deducir teóricamente que debe de existir algo que posea características completamente opuestas a la de los agujeros negros.

Para este caso, sabemos que los agujeros negros son definidos como un horizonte de sucesos dentro del cual todo objeto no importando su estado es atrapado indefectiblemente por una fuerza gravitatoria inmensa (casi infinita), por oposición podemos entender que debe de existir (al menos teóricamente) un agujero blanco con un horizonte de sucesos en donde todo lo que esté dentro de él será violentamente repelido, tal vez con una fuerza inmensa (casi infinita) esto nos lleva a pensar en las ideas (nuevamente las cito) de la materia y la antimateria. Pero lo interesante está en que si bien las matemáticas efectivamente pueden darnos una respuesta simétrica tan controversial, también es cierto que un horizonte de sucesos con esas características es improbable y hasta el momento no ha habido descubrimiento que contradiga su no existencia real.

¿Y los agujeros de gusano?

Los agujeros de gusano son consecuencia de un agujero negro que se encuentra girando con cargas determinadas, esto provocaría que esté simultáneamente interactuando con un agujero blanco, la combinación de ambos es denominado un agujero de gusano.

Sin embargo, como hemos visto, los agujeros blancos no existen y si alguien cae en un agujero negro llegará a dirigirse hacia el centro de la singularidad pero no atravesará un agujero de gusano pues este requiere que exista un agujero blanco. Pero teóricamente se piensa que si éste existiera habría una conexión entre la ubicación del agujero negro y como salida se tendría al lugar en donde está ubicado el agujero blanco. (Si viste la película Contacto con Jodie Foster te puedes dar una idea cabal de lo que se dice líneas arriba)

Artículo sacado de webmaster@cosmopediaonline.com