Los agujeros negros -traducción literal del inglés “black hole”- siguen siendo uno de los hallazgos más sorprendentes y extremos del intelecto humano. Tanto, que la revista científica más importante y prestigiosa del mundo, “Science”, acaba de dedicarles un especial de diecisiete páginas donde se revelan todos sus secretos. Acá, algunos de ellos.

Cuando uno se moviliza en su tocomocho por las calles a menudo se encuentra con hoyos (ahora llamados “eventos”) en el pavimento. Del mismo modo, si se avanza por el universo también hay hoyos, cuya gracia es ser como algunos forados que se ven en las películas de misterio: no tienen fondo.

A estos hoyos se les llama agujeros negros: son definidos por los astrónomos como regiones del espacio (tiempo) donde la gravedad impide que cualquier cosa pueda escapar de ellos, incluso la luz.

Existen agujeros negros de variados tamaños y formas. Algunos son tan antiguos como el universo mismo; otros, casi unas guaguas. Los más estudiados son los que nacen como estrellas. Los astrónomos Rob Fender y Tomaso Belloni los denominan “agujeros negros de masa estelar” y su origen es muy interesante.

Cómo nace un agujero negro

Las estrellas producen su energía, luz y calor a partir de la combustión nuclear del material del que están compuestas. Cuando son jóvenes, ese material es principalmente el de los dos átomos más livianos (hidrógeno y helio). Pero una vez que se agotan estos elementos, la estrella empieza a “quemar” elementos más y más pesados que han sido producidos por aquel mismo quemado original, hasta que se llega al material más pesado posible, el hierro.

La estrella se ha vuelto literalmente una masa de metal (hierro) y es tal su peso que, en un último esfuerzo, colapsa sobre sí misma, tal como una ruma de cajas de mercadería si no se hace caso de las instrucciones que indican que no se pueden apilar más de una cierta cantidad encima de otras.

Si la estrella es liviana ese colapso acaba en una estrella más pequeña y menos luminosa a la que llama “enana blanca”. Si la estrella es algo más pesada, acaba en un objeto estelar conocido como “estrella de neutrones”. Pero si la estrella es aun más pesada -unas tres veces más que nuestro Sol- surge otro desenlace: un agujero negro.

Aquí todo empieza a parecer ciencia ficción. Según Fender y Belloni, la teoría de la relatividad general de Einstein, planteada en 1916, predice que el centro de ese colapso -su corazón (“core”)- ha creado algo que se llama “singularidad”. Y el contorno de esa singularidad forma algo que se llama “horizonte de eventos” (“event horizon”), un lugar del que nada puede escapar, aunque corra tan rápido como Usain Bolt… o la luz. Literalmente un hoyo en medio del espacio.

Donantes y acreedores

Los autores plantean que solo en nuestra Vía Láctea -galaxia que tiene una edad de trece mil millones de años- debería haber unos cien millones de agujeros negros de masa estelar, bajo el supuesto de que todas las estrellas que tienen una masa de diez o más veces que la del Sol les espera este destino.

¿Y cómo se detectan los agujeros negros si nada escapa de ellos? Los astrónomos han descubierto en el universo curiosas formaciones estelares que se llaman “sistemas binarios de rayos X”, que producen los mismos tipos de rayos de las radiografías y pueden ser detectados con unos telescopios especiales, los radiotelescopios.

Los sistemas binarios están compuestos por dos estrellas: una estrella convencional, como nuestro Sol, a la que se llama “donante”; la otra puede ser uno de los tres desenlaces de las estrellas de hierro (enana blanca, estrella de neutrones o agujero negro). A esta última se le llama “acreedor”. El acreedor absorbe a su vecino donante y en la medida en que la materia del donante cae en el acreedor, la materia que va siendo consumida por el acreedor libera hacia el espacio una enorme energía (“gravitational potential energy”) en forma de estos rayos X. Así es como es posible de detectar desde la Tierra los agujeros negros.

De los flippers a “The big bang theory”

A lo largo de las últimas décadas la cultura popular se ha fascinado con los agujeros negros. Por ejemplo, cuando los flippers reinaban, la empresa Gottlieb lanzó uno que se llamaba “Black Hole” (1981) que hizo las delicias de grandes y chicos.

Del mismo modo, los músicos -en especial de los estilos más vanguardistas dentro del rock, como los progresivos o el grunge- les dedicaron temas. Soundgarden tituló una de sus canciones “Black Hole Sun” (1994). Por su parte, los a la vez reverenciados e incomprendidos canadienses de Rush le dedicaron -en una época en que la música coqueteaba con el espacio sideral- un par de “tracks” a Cygnus X 1, uno de los primeros “sistemas binarios de rayos X”, descubierto en 1964. En sus dos discos “A farewell to king” de 1977 y “Hemispheres” de 1978 forman lo que se llama una duología con el tema.

Del mismo modo, los agujeros negros son número puesto en muchos episodios de esa serie fantástica sobre astronomía, el universo y todo lo demás que es “The big bang theory”.

Publicado originalmente en LUN Reportajes, 2012-09-02: Página 1, Página 2.