Los agujeros negros son los objetos más misteriosos, exóticos y curiosos del universo, pero la verdad es que no hemos descubierto ninguno.

Hay grandes sospechas de su existencia porque sabemos que teóricamente la naturaleza puede crear esos extraños objetos. Además, se han observado zonas del universo donde la materia se comporta de formas insólitas. Uno de esos sitios se encuentra en el centro de nuestra galaxia. Ahí, un grupo de estrellas se mueven de formas tan complejas que dan pie a sospechar que existe un objeto extremadamente masivo provocando un alocado baile estelar.

 

No hay forma de observar directamente un agujero negro, pero es posible desarrollar una matemática que permita estudiar sus posibilidades teóricas hasta límites que solo las mentes dedicadas al estudio del cosmos son capaces de lograr.

Una de esas mentes fue la de Stephen Hawking, uno de los científicos más renombrados de los últimos años y quien falleciera el 14 de marzo de 2018.

Hawking fue un físico inglés, cosmólogo y profesor de matemáticas de la prestigiosa cátedra lucasiana de la Universidad de Cambridge. Su carrera académica hubiera pasado desapercibida para el gran público de no ser porque en 1988 publicó uno de los libros de promoción de la ciencia más vendidos en los últimos 50 años: Breve historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros, un texto que fue prologado por el astrónomo Carl Sagan. Ese fue el inicio de la fama mundial de Hawking.

A pesar de su popularidad, Hawking mantuvo una sólida carrera de cosmólogo llegando a conclusiones asombrosas. Una de sus teorías considera que aunque los agujeros negros son cuerpos tan masivos que toda la materia que cae en ellos nunca logra escapar, sí son capaces de emitir radiación. Esto, gracias al hecho probabilístico de que escape una partícula de su interior cuando esta se encuentra entrelazada con su compañera antipar. A tal fenómeno se le bautizó como la radiación Hawking y es la forma como un agujero negro podría perder cada vez una pequeña fracción infinitesimal de su masa, pero que a la larga podría terminar disolviéndose. Eso sí, para que eso ocurra, primero el universo desaparece por muerte térmica antes de que un agujero negro pierda toda su masa.

Es decir, como casi todo, es una cuestión de tiempo.

Y el tiempo como magnitud física también fue un problema para Hawking.

No hay que ser un científico para darnos cuenta de que el tiempo parece moverse en una sola dirección: hacia el futuro. Esa flecha temporal nos permite organizar eventos y darle sentido a la historia de tal modo que es imposible que ocurran paradojas. Desde Einstein, sabemos que el tiempo es relativo de acuerdo al observador y su movimiento, pero Hawking siempre se mantuvo preguntando si era posible viajar al pasado y cuáles serían las repercusiones si tal viaje fuera posible.

Todo parece indicar que no estamos invadidos de turistas del futuro, a menos que sean tan discretos y se disfracen como alguien de nuestro tiempo, igual que lo hacen los personajes de la serie española El Ministerio del Tiempo. Porque –al menos para objetos macro- es difícil encontrar un lugar en el universo donde el espacio esté tan curvado que se forme un bucle o rizo espacio-tiempo y nos permita regresar al pasado y no morir en el intento.

Los salvadoreños diríamos “colocho” espacio-temporal.

A mediados de la década de los noventa, Linda y John Büchner, junto con su hija Kirsten visitaron a Stephen Hawking con una propuesta inusual: solicitaron al cosmólogo utilizar su nombre en un museo de ciencias que consideraban fundar en El Salvador.

Hawking aceptó la propuesta y de esa forma dio inicio el Museo de Ciencias Stephen Hawking, el cual funcionó desde 1997 hasta 2011, cuando lamentablemente cerró. En el museo se mostraban experimentos científicos y hoy, en la que era la sede del museo Hawking, funciona la Casa Tomada, un espacio para las artes. El único sobreviviente de la ciencia que queda en ese local es la Asociación Salvadoreña de Astronomía, que sigue ofreciendo dos conferencias gratuitas al mes.

Al parecer, la única forma de viajar al pasado es a través de una referencia a este, tal cual lo hice en el párrafo anterior. No podemos visitarlo usando una máquina sin crear paradojas. Aunque las leyes físicas no hacen diferencia entre pasado, presente y futuro, el tiempo parece mantener una sola dirección. No hay forma de violar la segunda ley de la termodinámica, y por eso no vemos que un huevo -una vez que lo rompemos y lo colocamos en una sartén caliente-, se desprenda de la sartén y entre de nuevo al cascarón como si fuera una película en retroceso.

Cada vez que cocino un huevo pienso en esa posibilidad.

¿Será posible viajar en el tiempo o que el tiempo se comporte de formas complejas donde los eventos se repitan una y otra vez como si fuera algo un disco rayado cuatridimensional?

“A mediados de la década de los noventa, Linda y John Büchner, junto con su hija Kirsten visitaron a Stephen Hawking con una propuesta inusual: solicitaron al cosmólogo utilizar su nombre en un museo de ciencias que consideraban fundar en El Salvador.”

Se repitió el párrafo anterior tal cual fuera un colocho espacio-temporal, pero ¿podríamos repetirlo eternamente? ¿Existen lugares en el universo donde algo así podría ocurrir? ¿Qué tan deforme debería estar el espacio para que saltemos una y otra vez del presente al pasado sin parar? ¿Seríamos conscientes de tal suceso?

“A mediados de la década de los noventa, Linda y John Büchner, junto con su hija Kirsten visitaron a Stephen Hawking…”.

En la serie El universo de Stephen Hawking, aparece Hawking planificando una fiesta para un posible visitante del futuro. Él tenía preparado algo de comer y unas copas de champagne, pero lamentablemente ningún viajero del tiempo llegó.

Si usted llega a tener acceso a un DeLorean impulsado por 1.21 Gigawats, no olvide esta fecha: 28 de junio de 2009, 12:00 UT en 52° 12’ 21” N, 0° 7’ 4.7”. Stephen Hawking estará ahí esperándolo, y posiblemente usted generará una enorme paradoja creando una nueva línea temporal en un universo donde su acción encaje y tenga sentido. Supongo que Hawking estará encantado con lo que ocurriría.

“…solicitaron al cosmólogo utilizar su nombre en un museo de ciencias que consideraban fundar en El Salvador. ”

De nuevo otro bucle espacio-temporal.

Decía Arthur C. Clarke que cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia, así que me gusta pensar que quizá, en el futuro muy distante, la humanidad – o lo que sea que nos hayamos convertido gracias a la evolución- podamos viajar en el tiempo.

II

El público siempre se sintió inspirado en las palabras de Hawking y algunos llegaban al extremo de compararlo con Einstein. Se decía que él era el Einstein de nuestra época, aunque yo tengo mis dudas ante tal afirmación. Hawking sí fue un gran científico que mantuvo una importante producción académica (más de 131,318 citas en publicaciones académicas desde 1991 hasta 2018), pero nunca tuvo un “año milagroso” como lo tuvo Einstein en 1905, cuando publicó sus cuatro trabajos (el efecto fotoeléctrico, el movimiento browniano, la relatividad especial y equivalencia entre la masa y la energía) que le dieron vuelta a la ciencia, fundó la física cuántica y de paso dio forma a nuestro mundo moderno.

Tal cosa no ocurrió con Hawking, que al pasar al retiro realizó algunas declaraciones un poco científicas y controversiales. Y ahora fallecido, el público parece estar más interesado en su vida matrimonial que terminaron con dos divorcios y acusaciones de maltrato que sus trabajos sobre el tiempo, agujeros negros y el Big Bang.

Desde que Edwin Hubble midiera la luz de las galaxias y descubriera que estas se alejaban entre ellas indicando una expansión del universo en todas direcciones, se comenzó a especular sobre lo que pudo ocurrir cuando el universo era muy joven y todo el espacio-tiempo estaba comprimido en un solo punto.

Ese punto fue bautizado por los cosmólogos, entre ellos Hawking y su colega Roger Penrose, como una singularidad.

El Big Bang hizo romper la singularidad formando el universo y el tiempo. No tiene ningún sentido preguntarse que había antes del Big Bang, puesto que el tiempo no existía. La única información que podría obtenerse por medio de instrumentación, después de la gran explosión, es un tiempo muy corto que se calcula en 1 elevado a -43 segundos (0.00000000000000000000000000000000000000000001 segundos). Esto es lo que se conoce como la época de Planck, un período primigenio donde no existen las partículas y las cuatro fuerzas del universo (fuerza gravitatoria, la interacción electromagnética, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil) se encuentran todas unificadas.

Eso posiblemente ocurriera hace unos 13.7 mil millones de años.

Luego de la era de Planck, la expansión del universo se aceleró y se enfrió de tal forma que, pocos minutos después, comenzó a formarse la materia; y millones de años después las estrellas, las galaxias, los cúmulos estelares, las nebulosas, los sistemas solares, los planetas, los organismos vivientes y finalmente a todos nosotros que nos preguntamos qué es todo lo que nos rodea.

 

La radiación de fondo de microondas se observa en todo el universo –invisible a la vista humana, solo puede ser detectado por medio de instrumentos- representa la primera radiación de la gran explosión que puede ser detectada. Es el antiguo eco de un universo caliente cuando el cosmos apenas tenía 400,000 años de edad. Imagen de la NASA.

 

El concepto de singularidad no solo es parte del estudio del Big Bang, sino también explica cómo funcionan los agujeros negros, puesto que dentro de ellos todo el espacio y el tiempo están comprimido hasta el infinito. Es decir, en una singularidad.

En el caso de los agujeros negros, la materia circundante queda atrapada por su fuerte gravedad formando un disco de acreción donde es acelerada a velocidad de la luz. Cuando esto ocurre, se liberan grandes cantidades de energía que salen de las proximidades del agujero negro en forma de chorros de plasma muy energéticos. Cuando la materia entra en el agujero negro y pasa su frontera se dice que cruzó el horizonte de eventos, experimentando al máximo toda la relatividad de Einstein.

Lo que pasa una vez que traspasa el horizonte de eventos es un tema especulativo.

III

¿Cómo Hawking llegó a esas conclusiones sobre el tiempo, el Big Bang y los agujeros negros? Porque no lo hizo él solo, como dijo Isaac Newton en 1676, y como también Hawking parafraseó en uno de sus libros de divulgación: “ Si he visto más lejos es porque estoy sentado sobre los hombros de gigantes ”.

Y vaya que Hawking fue un gigante. Sin duda en sus hombros se sentarán otros cosmólogos del futuro que describirán con mayor precisión el universo, pero que siempre se harán las mismas preguntas que nos hacemos hoy día.

Estos seguirán pretendiendo ver más allá del horizonte de eventos.

 

 

Artículo original publicado en el periódico ElFaro.net 19 Marzo 2018.

Jorge Colorado

 

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