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Text File | 1994-12-21 | 8KB | 89 lines

Agujero Negro
TambiΘn las estrellas mueren, o por lo menos dejan de existir como tales y se transforman en otra cosa.
Nuestro Sol, por ejemplo despuΘs de haber producido energφa durante 10 mil millones de a±os
transformando hidr≤geno en helio (hoy el Sol tiene 5 mil millo nes de a±os, encontrßndose por lo tanto
en la mitad de su ciclo vital), experimentarß una profunda transformaci≤n: agotado el hicir≤geno, su
principal combustible nuclear, faltarß la presi≤n interna y las capas, mßs profundas, atraφdas por la
fuerza de gravedad precipitarßn hacia el centro, o bien se colapsarßn mientras las externas se
expanderßn.
En el transcurso de este acontecimiento catastr≤fico la materia solar de las regiones profundas serß
comprimida hasta tal punto que los espacios entre los ßtomos serßn reducidos y los electrones se
disociarßn de sus respectivos n·cleos. El nuevo estado de equilibrio se alcanzarß cuando la presi≤n de
los electrones liberados detenga el colapso. En este punto, la enorme esfera del Sol, que hoy es algo
mßs de 100 veces superior a la Tierra, se reducirß al tama±o de nuestro planeta y su luminosidad
descenderß 10.000 veces: se convertirß en lo que los astr≤nomos llaman "enana blanca".
Sin embargo, no todas las estrellas terminan en enanas blancas como el Sol. Existen otras
posibilidades. Si una estrella supera en cuatro veces la masa del Sol, el colapso no se detiene en la
etapa de enana blanca, sino que contin·a. La compresi≤n de la materia, en este caso, es tan potente
como para impulsar a los electrones libres contra las partφculas positivas de los n·cleos (protones),
transformßndolos en neutrones. El astro que entr≤ en colapso se convierte, entonces, en una "estrella
de neutrones", reduciΘndose a un cuerpo mucho mßs peque±o que la Tierra, de algunas decenas de km.
de dißmetro. La materia de una estrella de neutrones es tan densa que un s≤lo cm3 pesa diez billones de
toneladas.
Enanas blancas y estrellas de neutrones son dos etapas finales de la evoluci≤n estelar previstas por la
teorφa, las que han encontrado precisas confirmaciones en los modernos descubrimientos
astron≤micos. Sin embargo, hay una tercera salida a la vida estelar, mucho mßs fascinante y que
todavφa no ha podido ser verificada por las observaciones: el "agujero negro".
Si la estrella que ha agotado su combustible nuclear supera en ocho veces la masa solar, entonces el
colapso no se detiene ni siquiera en la etapa de estrella de neutrones, sino que, te≤ricamente, puede
continuar indefinidamente haciendo que la materia se concentre en un punto matemßtico, mientras su
densidad y la fuerza de gravedad tienden a hacerse infinitas. Los efectos de un proceso similar son
desconcertantes y de difφcil comprensi≤n no s≤lo para el sentido com·n, sino incluso para la propia
fφsica. La gravedad ejercida por el objeto que entr≤ en colapso, en efecto, serφa tan potente que ni
siquiera las partφculas de luz emitidas por su superficie (la luz, como es sabido, viaja a la misma
velocidad que en nuestro mundo: alrededor de 300.000 km/seg.) podrφan esquivarlo. El
objeto se harφa invisible, dejando en su lugar una zona totalmente oscura: precisamente un agujero
negro. El espacio, que seg·n lo previsto por la teorφa de la relatividad general de Einstein se curva por
la presencia de una masa, experimentarφa una deformaci≤n tal como para convertirse en un embudo sin
fin, a lo largo del cual el objeto que entr≤ en colapso se deslizarφa desapareciendo de nuestro Universo.
Una astronave que, por casualidad, tuviera que pasar por las proximidades de un agujero negro,
advertirφa su presencia como una gran atracci≤n gravitacional, que la harφa desviarse de su trayectoria.
La astronave podrφa esquivarlo ejerciendo con sus motores un impulso superior a la fuerza de atracci≤n
del agujero negro; o bien podrφa colocarse en una ≤rbita a cierta distancia, alrededor suyo, como hace
un satΘlite alrededor de la Tierra, equilibrando con la fuerza centrφfuga la atracci≤n gravitacional del
agujero negro; o, por ·ltimo, podrφa dejarse absorber por Θl precipitßndose dentro del embudo
gravitatorio. Hay un lφmite despuΘs del cual el comandante de nuestra presunta astronave no podrφa ni
siquiera informarse por radio de lo que le estß sucediendo: se llama "horizonte de los acontecimientos"
o "radio de Schwarzschild" y representa un umbral traspasado el cual ni siquiera la luz, y por lo tanto
las ondas electromagnΘticas, tendrφan la posibilidad de escapar a la atracci≤n gravitatoria del agujero
negro. El horizonte de los acontecimientos es un confin esfΘrico, cuyas dimensiones dependen de la
masa del agujero negro: su radio en km se puede calcular aproximadamente multiplicando por tres la
masa del agujero negro expresada en masas solares. Para un agujero de 10 masas solares, por ejemplo,
el horizonte de los acontecimientos es una esfera con radio de 30 km., o bien con un dißmetro de 60
km.
Precipitßndose en el agujero negro, la astronave serφa estirada como un elßstico a lo largo de la
direcci≤n de caφda por fuerzas de marea ejercidas por la gravedad y serφa, por lo tanto, destruφda. Pero
admitiΘndo, hipotΘticamente, que estuviese hecha de un material tal como para resistir estas tremendas
fuerzas, no volverφa a formar parte de nuestro espacio y de nuestro tiempo. En efecto, seg·n algunas
teorφas los agujeros negros son t·neles que se proyectan hacia otros universos, o bien en nuestro propio
Universo, pero en espacio y tiempos completamente diferentes. Por esto, el astr≤nomo americano Carl
Sagan los ha definido pintorescamente como "metros c≤smicos".
La idea de los agujeros negros fue concebida por primera vez por el matemßtico y astr≤nomo francΘs
Pierre Simon de Laplace (1749-1827) hacia finales del siglo XVIII. Calcul≤ que un cuerpo celeste que
tuviera la misma densidad que la Tierra, una vez superadas ciertas dimensiones (unas 27.000 veces
mßs grande que nuestro planeta), habrφa ejercido una fuerza de gravedad tal como para impedir que la
luz lo esquivara. Llam≤ a estos astros imaginarios "cuerpos oscuros", y se convenci≤ de que el
Universo debφa estar lleno de ellos. A comienzos del siglo XX, poco despuΘs de la formulaci≤n de la
teorφa de la relatividad general por Einstein, el fφsico alemßn Karl Schwarzschild, en un trabajo
puramente te≤rico, calcul≤ cuales deberφan ser las propiedades del espacio que rodea a una masa
tendente a concentrase en un punto. En 1939, el fφsico nuclear Robert Oppenheimer y su colaborador
Hartland Snyder, publicaron un trabajo en el cual, por primera vez, tomaban en consideraci≤n la idea
de que un agujero negro pudiera formarse realmente del colapso gravitacional de una estrella. Desde
aquel momento tom≤ visos de realidad la idea de que los agujeros negros pudieran existir realmente,
idea que fue reforzada a partir de los a±os 70 con el descubrimiento de algunos objetos astron≤micos
problemßticos.
Asφ como, por definici≤n, un agujero negro es invisible, hoy se piensa en descubrirlos indirectamente a
travΘs de la observaci≤n de los procesos energΘticos que deberφan involucrar a la materia c≤smica por
ellos eventualmente absorbida. Si, por ejemplo, uno de los componentes de una estrella binaria tuviera
que convertirse en un agujero negro, los gases mßs exteriores de la compa±era que gira alrededor suyo
serφan atraφdos hacia el embudo gravitacional, comprimidos, sobre-calentados y emitirφan radiaciones
de alta frecuencia. Investigaciones de este tipo han llevado a los astr≤nomos a considerar que uno de
los candidatos mßs probables a agujero negro estß representado por el objeto "Cygnus X1", de la
constelaci≤n del Cisne. Aquφ es posible observar una estrella visible que recorre una ≤rbita elφptica
alrededor de una compa±era invisible, perdiendo materia hacia ella. Esta materia emite un intenso flujo
de rayos X. "Cygnus X 1" ha sido descubierto en 1971 por el satΘlite Uhuru, lanzado desde la base
espacial italiana San Marco en las costas de Kenya. Otro objeto anßlogo, y por lo tanto considerado
como un posible agujero negro, es el indicado con la sigla "V 861 Scorpii" descubierto en 1978 por el
satΘlite CopΘrnico. A pesar de estos recientes descubrimientos, no puede darse como absolutamente
cierta la existencia de los agujeros negros.