16.
LOS AGUJEROS NEGROS (III)
Las
bases teóricas de los agujeros negros quedaron establecidas a
partir de los descubrimientos de Karl Schwarzschild y de
Subramanian Chandrasekhar, ya mencionados. Basado en sus
aportaciones, y según la teoría de la relatividad general,
Robert Oppenheimer y sus colaboradores dieron el siguiente
paso: un cuerpo que superase el límite de Chandrasekhar –de
masa superior a 1,44 la masa solar– se derrumbaría sobre sí mismo
y se colapsaría hasta formar lo que Oppenheimer acuñó como
singularidad: un punto de volumen cero y densidad infinita con
tal fuerza de atracción que ni siquiera la luz podría escapar de
dicho objeto; y cualquier partícula que cayera dentro de él ya no
saldría jamás. El punto de no retorno es lo que se conoce como
horizonte de sucesos. Pero como ya habíamos apuntado, estos
trabajos, publicados en 1939, quedarían relegados durante más de 25
años.
 |
| Roger Penrose |
Y
a mediados de la década de los años 60, el matemático Roger
Penrose,
nacido en 1931, y el físico Stephen
Hawking* (1942-2018),
ambos ingleses, demostraron, con la aplicación de poderosas técnicas
matemáticas, que las “singularidades” eran inevitables en el
colapso de una estrella si se satisfacían ciertas condiciones. Poco
tiempo después, el concepto de “singularidad” sería sustituido
por el de agujero
negro,
acuñado por John
A. Wheeler,
a
quien se lo sugirió una persona del público en una conferencia
celebrada en 1967.
El
“agujero negro” surgiría cuando una estrella muy masiva, después
de agotar su combustible nuclear y pasar por las fases de gigante
roja
y enana
blanca –el
núcleo restante aún muy masivo–, comenzase a derrumbarse sobre sí
misma debido a la fuerza
de gravedad,
y a contraerse irreversiblemente pero sin perder su poder de
atracción, puesto que la masa no varía. Llegaría así un momento
en el que se formaría una región, cuyo límite sería el “horizonte
de sucesos”, que únicamente dejaría entrar materia y radiación,
sin permitir que saliese nada, ni siquiera la luz. Cuanto más grande
fuese ese núcleo de estrella, más materia atraería; y cuanta más
materia “tragase”, más crecería. En el centro de esa región
estaría el núcleo colapsado o “singularidad”. |
| Sagitario A rodeado de radiación. |
Y
es muy luminoso dicho centro no porque el agujero negro brille, sino
por la emisión de luz y radio que emite la materia en su caída
espiral hacia la estrella formando un
disco de acreción, lo que permite que sea detectada
indirectamente. Por definición, el agujero negro es invisible. Ni la
materia ni la radiación que sobrepasa el horizonte de sucesos sale.
 |
| Galasia de Andrómeda. |
No
obstante, una teoría expuesta por Stephen Hawking en 1974, postula
la existencia de un tipo de radiación que nace en el horizonte de
sucesos. Según dicha teoría, como consecuencia de fluctuaciones
basadas en la física cuántica, se crean pares de partículas de
materia-antimateria, que por efecto de la inmensa gravedad existente
en esa zona, una de las partículas es absorbida por el agujero
negro, pero la otra es emitida hacia el exterior, llevándose parte
de su energía. La consecuencia de este proceso hace que los agujeros
negros terminen “evaporándose”. Es lo que se conoce como
radiación de Hawking”.
*
Comencé la elaboración de este artículo el 13 de marzo y la
continué el día 14; dio la casualidad de que Stephen Hawking
muriese la madrugada del 14. Sirva este tema como homenaje a su
figura, uno de los más relevantes cosmólogos de todos los tiempos,
cuya circunstancia personal le engrandece aún más.
Francisco Sáez Pastor
Universidad
de Vigo
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