Esos negros agujeros…

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 29 de enero  de 2014

Einstein y Hawking

Durante décadas la imagen estereotípica del científico fue la de Albert Einstein: el viejo sabio, bonachón, despeinado y distraído. Pero el físico inglés Stephen Hawking, con la rara enfermedad que le impide moverse, su silla de ruedas automatizada y la computadora y sintetizador de voz que utiliza para leer, escribir y hablar, lo ha desbancado: hoy la estampa de Hawking aparece en programas de TV como Los Simpson, Star Trek y The Big Bang Theory, además de entrevistas, libros y revistas de todo tipo. Sin duda es el científico vivo más famoso del mundo.

Su fama es merecida. Hawking ha hecho aportaciones fundamentales a la comprensión del universo, en particular al estudio de los hoyos negros y de la teoría de la relatividad y su relación con la mecánica cuántica, en la búsqueda de una descripción unificada de las leyes de la física. Además, ha desarrollado una interesante actividad como divulgador científico, ayudando a despertar el interés de jóvenes y adultos por los misterios del cosmos.

Y es que los hoyos negros están entre los objetos más fascinantes del universo. La idea de que una estrella suficientemente grande, al agotar su combustible, pueda sufrir un proceso de contracción debido a su propia gravedad y comprimirse hasta alcanzar tal densidad que nada puede escapar de su campo gravitacional –ni siquiera la luz; de ahí que sean “negros”– es todo un reto a la imaginación.

Cómo funciona el
horizonte de eventos

El concepto original de los agujeros negros, basado en la teoría de la relatividad
de Einstein, incluye el llamado “horizonte de eventos”: la distancia mínima a la que algo puede acercarse a él sin ser engullido. Si se rebasa el horizonte de eventos, es inevitable sucumbir a su atracción gravitacional (y al “caer” en un hoyo negro ocurren una cantidad de fenómenos extraños, debido a que las leyes de la física se llevan a sus límites ahí dentro, e incluso dejan de cumplirse en su centro, que los físicos denominan “singularidad”).

Radiación de Hawking

Pero la otra gran teoría de la física, la mecánica cuántica, está cambiando la imagen que tenemos de los hoyos negros. En 1974 Hawking postuló que podían emitir radiación (llamada hoy “radiación de Hawking”) debido a un efecto cuántico: la aparición de “pares virtuales” de partículas y antipartículas que desaparecen inmediatamente debido a “fluctuaciones del vacío”. En las cercanías del horizonte de eventos de un hoyo negro, ocasionalmente una de las partículas del par puede ser absorbida, y la otra escapar como radiación. Un hoyo negro no sería entonces tan negro, e incluso podría ir perdiendo masa y “evaporarse” lentamente como consecuencia de la emisión de radiación.

Hoy Hawking –que con cierta regularidad aparece en la prensa con declaraciones polémicas sobre temas como los extraterrestres, dios o la filosofía– vuelve a ser noticia, pues el 22 de enero hizo público un artículo científico donde, según los titulares de los periódicos, afirma que “no existen los hoyos negros”. O más bien, que existen pero no son negros.

Propone que en realidad no poseen un horizonte de eventos como tal, sino sólo un “horizonte aparente” que no destruye toda la información de los objetos que caen en él: sólo la desordena y la vuelve caótica. La información, en la propuesta de Hawking, podría efectivamente emerger de un hoyo negro en forma de radiación… que según la relatividad es equivalente a la masa. (Hawking compara la dificultad para interpretar esa información y saber qué objeto era el que emerge del hoyo antes de caer en él con lo que ocurre con la predicción del clima: tenemos información pero no podemos hacer mucho con ella, debido a su carácter caótico. De ahí el título ligeramente humorístico de su artículo: “Preservación de la información y predicción del clima para hoyos negros”.)

Hay que decir que la propuesta de Hawking no ha sido publicada aún en una revista científica arbitrada, lo que significa que no ha pasado por el estricto proceso de evaluación por colegas que garantiza su estatus como “ciencia legitima”. La subió a un popular archivo digital en el que otros físicos pueden discutirla informalmente. Habrá que ver si sobrevive las críticas y llega a ser tomada en serio para modificar el concepto actual que tenemos de estos extraños y asombrosos objetos cósmicos.

A sus 72 años y a pesar de sus severas limitaciones físicas, Hawking sigue siendo capaz de revolucionar la cosmología. Y los hoyos negros siguen dándonos sorpresas. ¿Qué diría Einstein?

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