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Una de las consecuencias más interesantes de la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein, la cual describe la relación inexorable entre tiempo, masa y gravedad, es la existencia de agujeros negros.
Sin embargo, el físico alemán, nacido en Ulm en 1879, paradójicamente no estaba completamente convencido de que la curvatura del espacio-tiempo, producto de la concentración de materia en un sitio en específico, fuese tan poderosa para generar agujeros negros, término que, por cierto, acuñó el físico estadounidense John Archibald Wheeler en los años 60.
La negación de Einstein sobre la existencia de estos objetos tan peculiares puede evidenciarse a través de un artículo que él mismo publicó en 1939 en la revista Annals of Mathematics de la Universidad de Princeton, institución en la cual trabajó hasta su muerte en 1955, luego de haber emigrado a Estados Unidos en 1932.
Que el propio Einstein no creyera fehacientemente en las consecuencias que pudiera tener una Teoría que él mismo concibió desde la intuición, la imaginación y la razón, no resulta extraordinario porque, en la mayoría de las ocasiones, la realidad actúa bajo reglas y principios que siempre acaban sorprendiéndonos por su creatividad y originalidad.
Como si la naturaleza fuese, al final de cuentas, más inteligente que nosotros, simples habitantes de un pequeño planeta azul en una típica galaxia espiral formada por miles de millones de estrellas.
El motivo de recordar a Einstein a través de lo dicho anteriormente es porque el pasado 12 de mayo, el equipo conformado por más de trescientos astrónomos del Telescopio del Horizonte de Sucesos, dio a conocer la primera imagen del agujero negro supermasivo situado en el centro de nuestra galaxia –en Sagitario A– a unos 26,000 años luz de la Tierra.
La fotografía, que se ve un poco borrosa en comparación con aquella imagen más nítida que se obtuvo del agujero negro supermasivo de la galaxia M87 en 2019, ya ha dado la vuelta al mundo y la noticia ha sido contada por la mayoría de los medios de comunicación.
La falta de nitidez de la imagen se debe a que, como lo explica el investigador José Luis Gómez del Instituto de Astrofísica de Andalucía en un artículo publicado en el periódico El País, “mientras que en M87 [el gas que rodea al agujero negro] tarda semanas en dar una vuelta, en SgrA* [Sagitario A], unas 1000 veces más pequeño, tarda solo minutos”.
Por lo que, tanto la presencia del gas, como el tamaño del propio agujero negro -más pequeño el de Sagitario A- produjo que la imagen fuese más difícil de conseguir a pesar de que éste se encuentra a una distancia muchísimo más cercana de la Tierra en relación con M87.
Comparativa entre el agujero negro supermasivo en M87 y el de Sagitario A estrella. Imagen: European Southern Observatory
Ahora bien, ¿qué esperar de la fotografía más allá de lo que ésta representa en cuanto al triunfo tecnológico de la humanidad y la emoción que el descubrimiento en sí mismo nos otorga?
Pues que además de confirmar una vez más la Teoría General de la Relatividad –que no es poca cosa– el hallazgo del agujero negro en Sagitario A podría llevarnos a tener una mejor comprensión de la fuerza de gravedad (una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo), la evolución de las galaxias y también la formación de cuásares.
Estos últimos –los cuásares– son objetos extremadamente brillantes, quizá los más brillantes del universo conocido, los cuales se encuentran en el centro de galaxias recién nacidas y obtienen su energía de los agujeros negros supermasivos. Además, producen una ingente cantidad de energía electromagnética y luz visible.
El cuásar más cercano a la Tierra se encuentra a unos 780 millones de años luz. A través de telescopios ópticos estos objetos pueden verse como puntos de luz que titilan en el cielo.
Sin embargo, mediante instrumentos más especializados, como el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Keck, puede evidenciarse cómo producen energía en casi todo el campo del espectro electromagnético, como el de radiofrecuencia, infrarrojos, luz visible, luz ultravioleta, rayos X e inclusive rayos gamma.
Comparativa entre el tamaño de los dos agujeros negros supermasivos descubiertos por el Telescopio de Horizonte de Eventos: M87 y Sagitario A. Imagen: Dr. James O’Donoghue (@physicsJ)
Respecto la relación entre los cuásares y los agujeros negros supermasivos, recientemente se publicó una investigación en la revista Nature la cual señala que, durante los primeros mil millones de años del universo, los vientos cargados de energía que soplaban en los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias eran mucho más frecuentes y poderosos que aquellos observados en las galaxias actuales.
Además, aquellos vientos eran tan intensos que lograban retardar o ralentizar el crecimiento de los agujeros negros supermasivos.
El hallazgo de esto pudo lograrse gracias, justamente, a la observación de treinta cuásares que fueron observados a través del Observatorio Paranal en Chile.
De acuerdo con una de las investigadoras que participaron en el trabajo, Manuela Bischetti de la Universidad de Trieste, “a diferencia de lo que observamos en el universo más cercano a nosotros, descubrimos que los vientos de los agujeros negros en el universo joven [también llamado universo temprano] son muy frecuentes, poseen altas velocidades de hasta el 17 por ciento de la velocidad de la luz e inyectan grandes cantidades de energía en su galaxia anfitriona”.
Por si fuera poco, aproximadamente la mitad de los cuásares observados en esta investigación muestran vientos de agujeros negros, que son mucho más frecuentes y hasta veinte veces más potentes que los vientos conocidos en los cuásares del universo más cercano, es decir, cuando éste tenía alrededor de 4,000 millones de años.
Todo ello significa que el estudio más profundo de los cuásares podría ayudar a resolver el enigma en torno, no solamente a la formación de galaxias sino también al tamaño que adquieren los agujeros negros supermasivos en función de la cantidad de energía y materia que son capaces de engullir. Desafortunadamente nuestra galaxia, la Vía Láctea, no posee cuásares en su centro, aunque quizá los tuvo en el pasado.
Otra idea importante de mencionar es: ¿qué le sucede a la materia que cae en un agujero negro?, ¿existe la certeza de que toda la materia existente en nuestra galaxia caerá algún día en el interior de Sagitario A?
Me parece que las respuestas a estas preguntas por el momento nadie las conoce. Pero afortunadamente existen especialistas que dedican su vida entera a responder esta y otras preguntas a través de los instrumentos que les otorga la ciencia y la tecnología.
Sobre las investigaciones que se realicen en el futuro en torno a los agujeros negros (a su formación y evolución), los científicos tendrán que seguir recurriendo a la física teórica y a las matemáticas como herramientas fundamentales, pero también, gracias a la presencia de telescopios como el Horizonte de Eventos, se podrá comprobar o refutar más fácilmente aquello que está escrito en el papel.
Por otro lado, considero que la época que representaba a la figura icónica de Albert Einstein como la de un científico trabajando incansablemente en su despacho fumando pipa hasta encontrar la mejor respuesta a su teoría, ya ha terminado.
Ahora la ciencia, y en especial la física, se realizan a través de la colaboración entre personas de distintos ámbitos. Sin el espíritu colaborativo creo que resulta imposible que se obtengan grandes resultados en el futuro porque cada vez, en mayor medida, la gente de ciencia requiere de imponentes y complejas infraestructuras –muy costosas–, como el gran acelerador de partículas del CERN, o los radiotelescopios que están interconectados entre sí formando un único telescopio, para realizar su trabajo.
