¿Cómo sería el viaje al interior de un agujero negro?

Imaginemos a dos intrépidos astronautas, Javier y Andrés, decididos a investigar los agujeros negros. Su objetivo es explorar lo que sucede en su interior. ¿Qué les sucederá?

Para su investigación Javier y Andres escogen un agujero negro cuya masa es diez veces la del Sol y radio 30 kilómetros, situado en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea. Este agujero negro apareció hace 6.000 millones de años después de la muerte de una estrella como una supernova. Javier, aventurero y atrevido, será quien viaje a su interior. Andrés, pragmático y realista, se quedará en órbita observando el viaje.

Una vez sincronizados sus relojes nuestro querido astronauta pone rumbo hacia él. Mientras se aproxima, Javier siente cómo el agujero negro tira más fuerte de sus pies que de su cabeza porque la gravedad es más intensa cuanto más cerca nos encontramos del centro del objeto masivo. Como el campo gravitatorio terrestre es débil nuestros cuerpos no advierten este efecto, pero en el intenso campo creado por el agujero una diferencia de metro y medio es suficiente para apreciarlo. Y no sólo eso. Javier nota como si le comprimiesen lateralmente con una camisa de fuerza, pues todos los puntos de su cuerpo se dirigen al corazón del agujero. Esta combinación de estiramiento y compresión se incrementa de tal forma que tritura a nuestro desgraciado amigo convirtiéndolo, literalmente, en un largo fideo.

En poco tiempo los restos del astronauta se acercan a la frontera que separa el interior del agujero negro del exterior: es el horizonte de sucesos o límite de no-retorno, donde la velocidad de escape coincide con la de la luz. Javier sabe que una vez traspasado nunca podrá salir de allí.

Desde el punto de vista de Andrés las cosas son muy diferentes. Para él, cómodamente instalado en la tranquilidad de su órbita, el viaje de su amigo es absolutamente anormal. Todos los movimientos de Javier se van haciendo progresivamente más lentos y ve que el tiempo en el interior de la nave discurre cada vez más despacio hasta detenerse completamente en el horizonte de sucesos. Sin embargo para Javier el viaje ha durado unos segundos.

La elección ha sido completamente suicida. Un agujero negro de diez masas solares provoca en el horizonte de sucesos una aceleración quince millones de veces mayor que la terrestre. El cuerpo humano sólo puede soportar unas diez veces la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra, por lo que Javier habría dejado de existir a 3.000 kilómetros del agujero. Para atravesar con cierta comodidad el horizonte de sucesos deberían haber escogido un agujero con una masa superior a 100.000 masas solares. Éstos sólo se encuentran en el centro de las galaxias. En este caso, al atravesar el horizonte Javier no notaría nada extraordinario. Ninguna sacudida o cambio radical en la estructura del espacio anunciaría su llegada al horizonte de sucesos. Ya en el interior su inevitable destino es el de precipitarse al corazón del agujero negro. Desgraciadamente, ningún astronauta puede llegar vivo al centro porque la gravedad se encarga de pulverizarlo todo.

Sin embargo, quizá el viaje no termine así. En 2012 Joseph Polchinski, del Instituto Kavli de Física Teórica con base en California, y Don Marolf, un físico teórico de la Universidad de California dijeron que esta visión del viaje es errónea porque no tiene en cuenta los procesos cuánticos que se producen en el horizonte de sucesos. Lo que realmente le pasará a Javier es que cuando llegue al horizonte de sucesos... ¡estallará en llamas! El pobre habrá chocado contra una especie de cortafuegos cósmico que impide que nada penetre en el agujero negro y churrusca todo lo que toca. Esta solución tiene un pero... y muy grande. El gran problema es que exige que en el horizonte de sucesos hay que deshacerse de un aspecto fundamental de la relatividad general, el principio de equivalencia. Dicho de otro modo, aceptar la idea del cortafuegos y así preservar la integridad de la información que cae al agujero negro -algo que exige la teoría cuántica- hay que sacrificar el principio de equivalencia de Einstein, el pilar de la relatividad general y que dice que si estamos encerrados en un armario no hay forma de distinguir si nos encontramos en la superficie de un planeta o nos llevan por el espacio a aceleración constante. Polchinski y Marolf dicen que esto no se cumple en el horizonte de sucesos. Conscientes de lo que esto significaba, en su artículo también presentaron otra solución al problema: el cortafuegos no aparece todo es como se creía, pero entonces lo que deja de funcionar es la mecánica cuántica.

El revuelo que formaron fue de órdago. Cualquiera de las dos soluciones resultaban inaceptables pues implicaban que una de las dos teorías más importantes de la física del siglo XX no funciona en los agujeros negros: si salvas una tienes que enterrar la otra. Y por ahora nadie sabe por dónde tirar.

Miguel Ángel Sabadell

Miguel Ángel Sabadell

Me licencié en astrofísica pero ahora me dedico a contar cuentos. Eso sí, he sustituido los dragones y caballeros por microorganismos, estrellas y científicos de bata blanca.

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