Viaje hacia el centro de un agujero negro

Viaje hacia el centro de un agujero negro

   10/27/2017       Unknown

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Por Rubén López

Representación filmográfica de un agujero negro en la película Interstellar (2014)

¿Queréis saber lo que os pasaría si os cayeseis en un agujero negro? No es necesario que respondáis, pues lo voy a contar igual... En este artículo haremos un apasionante viaje que nos llevará desde las cercanías de un agujero negro hasta su interior.

Ya sé que Interstellar nos dejó a todos una noción bastante interesante de la idea, pero la realidad teórica siempre tiene muchos matices con respecto a lo que nos cuenta Hollywood, incluso cuando las películas buscan verosimilitud científica como es el caso de la obra de Christopher Nolan. Para empezar, han de tenerse en cuenta factores clave: la masa y la densidad del agujero negro. Muchas cosas dependerán de eso. Hay algunos agujeros negros bastante cutres, con una masa de poco más que la de una estrella media, pero los que enamoran al público son los supermasivos, que equivalen a millones de soles.

A distancias grandes, un cuerpo acercándose a un agujero negro no notaría nada extraño, simplemente lo orbitaría como un planeta al Sol. Eso sí, lo de 'nada extraño' tiene matices. Yo, por ejemplo, me asustaría bastante si me descubriese orbitando un cuerpo horrendamente masivo que no brilla ni se deja ver. Las cosas se ponen feas cuando uno se acerca lo suficiente, pues la fuerza gravitatoria depende de la distancia y cuanto más cerca, más atracción existirá. La caída de la fuerza de atracción de la gravedad con la distancia respecto al objeto que la ejerce es muy pronunciada, por eso a los humanos nos atrae la Tierra y no el Sol, aunque este sea mucho más masivo.

  

Además, es importante destacar que la gravedad atrae hacia el centro del cuerpo atractor. Es decir, apunta hacia dentro (hacia su núcleo) siempre, no hacia la superficie.Como nuestros pies están algo más cerca del núcleo de la Tierra, sienten un poco más de atracción que la cabeza, pero no gran cosa. Esta diferencia gravitatoria entre los extremos de una persona en la Tierra es despreciable, porque la masa de la Tierra es, en términos universales, muy poca cosa. Ahora, y es importante tenerlo claro, existen esencialmente dos tipos de agujeros negros y los efectos en cada caso son diferentes. Debemos diferenciarlos:

Agujeros negros poco masivos (masa equivalente a decenas de soles)

Cerca de uno de estos agujeros negros, la diferencia entre la gravedad experimentada por pies y cabeza sí que se descontrola, y mucho. Esto sucede porque hay mucha masa concentrada en un lugar minúsculo y un cuerpo puede acercarse lo suficiente como para que exista un contraste significativo entre la gravedad experimentada entre dos puntos muy próximos de un mismo cuerpo (en los muy masivos, como veremos, es distinto).

Alguien suficientemente loco para acercarse demasiado al agujero negro poco masivo notaría sus pies tirando brutalmente hacia el centro de gravedad del mismo y su cabeza quedándose atrás debido a la menor atracción ejercida sobre ella. Por supuesto, aunque tenga el engañoso apelativo de 'poco masivo', un agujero negro de este tipo no se puede tomar a broma. No es un tirón sin más, estos animalitos pueden convertirte en un espagueti, y a pesar de que suene a chiste, esta analogía no es una exageración. De hecho, el término espaguetización existe para describir esta predicción teórica sobre el efecto de un agujero negro poco masivo sobre un cuerpo acercándose suficientemente a él.

Representación figurada del proceso de espaguetización (fuente: Quora)

 
Aparte de este proceso de espaguetización que hace que su cuerpo se haga largo y fino debido al tirón gravitatorio ejercido sobre él existe otra mala noticia, y es que el agujero negro rota provocando que nuestro hombre espagueti lo pase algo peor todavía. Esta rotación hace que además de alargarse su cuerpo se vaya enrollando (siguiendo la analogía, como pasaría con un espagueti  que se enrosca al tenedor antes de llevárselo a la boca). Debido a todo esto, cuando nuestra persona chicle entra en el horizonte de sucesos (punto a partir del cual pierde toda posibilidad de comunicación con el exterior del agujero negro), ya poco tendrá de persona y mucho de jirones destrozados por la gravedad.

Este es el resumen de este apasionante viaje en el caso de un agujero negro cuya masa no es suficientemente grande como para ser considerado supermasivo, y creo que pocos de los lectores se quedarían ahora con ganas de comprar un billete para visitar este tipo de lugares de nuestro Universo.

Agujeros negros supermasivos (hasta billones de masas solares)

En los agujeros supermasivos el proceso es distinto y más 'amable'. No hay espaguetización y no matan a Matthew McConaughey. Este tipo de agujeros negros se encuentran en el centro de todas las galaxias conocidas y a pesar de tener una masa y radio mucho mayor que los poco masivos en ellos no ocurre la espaguetización que expliqué antes. Esto es así porque este tipo de agujeros tienen un radio de acción tan grande que un cuerpo siempre estará muy lejos del centro de fuerza gravitatoria.

  

Al estar lejos del centro, y por la fuerte caída de la fuerza gravitatoria con la distancia ya comentada, una persona no notaría diferencia entre los extremos de su cuerpo. Por ello, uno puede llegar al horizonte de sucesos sin verse destrozado como en el caso anterior. Podría incluso estar twitteando su viaje sin gran problema si es capaz de alcanzar una señal wifi. Lo que no podría hacer sería twittearlo a un lugar externo una vez sobrepase dicho horizonte. A partir de ese momento se quedará desconectado de toda vida externa al horizonte de sucesos (quizás encuentre seres vivos en el interior del mismo, nunca se sabe...)

Una representación artística del horizonte de sucesos. Dentro de él, no existe luz que pueda salir al exterior (fuente: Richard Kail/SPL)

Una vez algo entra en este horizonte (y puede entrar sin enterarse, pues a simple vista no hay nada diferente a lo de fuera), no puede salir. A partir de aquí, ya que el problema se convierte en cuestión de Relatividad General, se entenderá mejor si ponemos un observador externo: Como dije, nuestro protagonista no sentirá nada raro al rebasar el horizonte. Quizás ni sepa que dijo adiós al resto del Universo, el muy descuidado... No obstante, el observador externo sí verá cosas extrañas en el viaje de nuestro querido protagonista. Llegará a temer que está sufriendo algún tipo de alucinación si no está familiarizado con los aspectos de la Relatividad General.

Debido a la teoría de Einstein de la RG, cuando algo cae en un pozo gravitatorio (un pozo gravitatorio es una masa que altera el espacio tiempo, como es el caso) su tiempo pasa más despacio que para alguien fuera del mismo. Debido a esta gran dilatación temporal debida a que una masa tan grande crea también un pozo muy grande y al hecho de que nada que cruza el horizonte de sucesos (de ahora en adelante HS) sale, ¿qué ve el observador externo? Pues simplemente ve al tipo que cae en el agujero acercándose de forma cada vez más y más lenta al HS pero sin cruzarlo nunca (ni esperando miles de años). Esto es algo peligroso: si entraste en el HS hurgándote la nariz, el mundo exterior verá esa imagen tuya para siempre, ralentizándose y oscureciéndose hasta que toda la luz que sale de tu cuerpo consigue abandonar el pozo de potencial. Es por ello que siempre que uno caiga en un agujero negro debe tratar de hacerlo con una pose digna.

Objetos de diferentes masas crean pozos de potencial de diferente profundidad (fuente: Julian Baum/SPL)

A pesar de que el panorama no parece muy halagüeño, no todo está perdido todavía. El hombre que cae todavía existe, simplemente 'dejó de existir' para el resto del Universo ajeno al agujero.Pero no creais que a su existencia no le quedan ya cosas bonitas, no. Podemos salirnos de lenguaje técnico y decir que puede 'ver el futuro'. Si echa la vista al exterior, debido a que el reloj externo va mucho más rápido, verá billones de nuestros años condensados en muy poco tiempo, que dependiendo del tamaño del pozo gravitatorio pueden ser del orden de oras o incluso de segundos, sin tiempo para disfrutar de las vistas. Si tuviera con él un telescopio suficientemente bueno incluso podría enfocar a la Tierra y ver cómo acaba nuestra civilización, allá por 2022 (?).

En un agujero negro, el pozo de potencial es infinito (fuente: Henning Dalhoff/SPL)

Por supuesto, llegará un momento (quizás pasen siglos hasta eso) en el que nuestro loco viajero se aniquile de manera inefable contra la singularidad central, con un resultado no del todo claro cuando eso pase, pero al menos se aniquilará habiendo conocido el futuro y destino del Universo.


Y hasta aquí la historia de nuestro increíble y sorprendente viaje. Si tenéis alguna pregunta o sugerencia no dudéis en hacerla saber, estamos aquí para hablar de ello. Tenéis la sección de comentarios a vuestra disposición.