Son centros de gravedad extrema en lo profundo del cosmos. Los agujeros negros, además, son una gran fuente de incertidumbre entre científicos. La Academia premió con el Nobel recientemente a quienes desentrañan sus secretos. Roger Penrose es uno de ellos. La singularidad de los agujeros negros es algo que los hace únicos. Pero, ¿qué quiere decir esto?
La muerte de las estrellas
Eduard Larrañaga es físico teórico y profesor del Observatorio Nacional de Colombia. Él nos explica que los agujeros negros fueron una teoría de Einstein, antes de comprobarse su existencia.
«La teoría de la relatividad general es de 1916. Pero hasta 1950 el tema no se abordó mucho. El mismo Einstein pensaba que los agujeros negros no iban a ser posibles en la naturaleza por sus características tan extrañas», recuerda. Algunos estudiantes de Einstein comenzaron a hacer algunos cálculos para explicar cómo una estrella, cuando muriese, podría dar origen a un agujero negro.
«Los cálculos que se hicieron en esa época fueron hechos suponiendo que la estrella era completamente esférica. Pero es una idealización del problema. En la realidad las estrellas no son así», señala Larrañaga.
«Y Penrose lo demuestra. Estrellas sin comportamiento totalmente esférico podrían experimentar un proceso de colapso. Algo que llevase a la formación de un agujero negro», agrega.
La teoría de Penrose demostró la posibilidad de la existencia en la naturaleza de estos esquivos objetos. Pero su estudio de los agujeros negros no terminó de determinar su origen. El ahora Nobel británico consideró que en algunos puntos del universo y, en especial en el centro de los agujeros negros, existían ciertas «singularidades». De alguna forma, cuestionaban todas las leyes de la física.
Años después, su teorema sobre las singularidades sería aplicado por su discípulo, Stephen Hawking. Ayudaría a comprender también el momento primigenio del Big Bang. Penrose partió de la comprensión de que existen ciertos puntos donde la física deja de funcionar. Donde las leyes que creemos universales no aplican.
«Por ejemplo, un agujero negro. Uno sabe que un agujero negro es un objeto con una gravedad enorme. ¿Por qué tiene una gravedad enorme? Porque tiene mucha masa. Y resulta que esa masa está concentrada en una región muy pequeña. Toda esa masa se fue a un punto. Entonces en ese punto la gravedad es infinita. La densidad es infinita y muchas otras cantidades físicas se van al infinito», explica.
La negación de todo
Cuando esto ocurre, esos «infinitos» no se pueden manejar con las matemáticas usuales. «Una ecuación cualquiera con infinitos deja de tener sentido», dice. Esto, comenta, da origen a esas «singularidades» en el espacio-tiempo. «Es el punto del universo donde las ecuaciones de la física dejan de funcionar, por alguna razón. Es lo que pasa en el centro de los agujeros negros”.
Allí «está acumulada toda la masa, entonces la densidad es infinita. En ese punto, las ecuaciones de la física de la relatividad general no tienen funcionamiento», señala. La singularidad es entonces ese punto central de los agujeros negros donde toda la masa está concentrada. «En el núcleo del agujero negro la densidad es infinita. Por esa razón, las ecuaciones de la física no funcionan, porque donde aparezca la densidad, todo crece. Entonces las ecuaciones dejan de funcionar», argumenta.
Esta teoría es tan compleja que muchos científicos cuestionan su existencia. «Hay muchos físicos en la actualidad que no creen en la singularidad de los agujeros negros. Dudan que existan. Y es que si lo aceptamos, las leyes de la física colapsan ahí», dice. «Si los físicos aceptamos las singularidades estamos aceptando que la física tiene un límite».
Y eso, para los físicos, es casi el equivalente de los creyentes que dudan de Dios. El origen de la crisis existencial. ¡Bienvenida la duda!
