2008/07/20

Dragones alados y agujeros negros

Después de un post tan denso y pesado como el anterior vuelvo a presentaros a uno de mis clásicos a modo de lectura veraniega.

Los agujeros negros, esas extrañas y poderosas criaturas intuidas por la relatividad general de Einstein, son a esta época y sociedad técnica como los terribles y alados dragones de fuego eran al medioevo. Posiblemente, gozan de las mismas características de seres extraordinarios mitad verdad, mitad mentira, de las que gozaban aquellos dragones míticos. Y sin embargo son reales.

Técnicamente responden a lo que se llama una singularidad del espacio-tiempo, es decir, son lugares en donde la materia, el espacio y el tiempo colapsan. En un agujero negro dejan de tener sentido las leyes físicas tal y como las conocemos. Es un objeto estelar en donde la materia está tan comprimida, es tan densa, como toda la masa de la Tierra apretujada en la cabeza de un alfiler. Por efecto de la atracción gravitatoria que se genera ni los propios rayos de luz son capaces de escapar. En consecuencia vemos una especie de agujero sin luz, al que llamamos “agujero negro”.

El agujero negro es el resultado del último estadio de la vida de ciertas estrellas. A partir de una cierta masa, cuando el combustible nuclear de la estrella se acaba, las reacciones termonucleares no pueden impedir que la fuerza de la gravedad atraiga toda la materia de la estrella hacia el centro de la misma.

En las proximidades del llamado horizonte de sucesos del agujero, el lugar donde la materia, tal como la conocemos, conoce el último estadio antes de ser engullida, la distorsión del espacio y del tiempo es de tal calibre que una nave espacial que se encontrara allí la veríamos como suspendida, quieta, en reposo mientras que los tripulantes de la misma estarían experimentando una caída a gran velocidad hacia el abismo negro. Su tiempo y el nuestro quedan disociados debido al desmesurado efecto de la gravedad en las proximidades del agujero. El espacio queda también terriblemente distorsionado por un efecto brutal de marea: a pequeñas distancias la fuerza de atracción es extremadamente variable, de modo que una barra de hierro se estiraría como un chicle. Allí prolifera la llamada materia exótica capaz de desencadenar una especie de minúsculos túneles en el espacio tiempo que son no menos interesantes que los agujeros negros. Esos túneles son llamados “agujeros de gusano” y son capaces, al menos en teoría, de comunicar dos lugares distantes en el espacio y en el tiempo. Su estabilidad y tamaño vienen determinados por la cantidad de materia exótica que les aportemos y son la respuesta hipotética a los viajes interestelares a galaxias que se encuentren a millones de años-luz de nosotros.

Agujeros negros, agujeros de gusano, túneles en el espacio-tiempo, viajes en el tiempo, distorsión espacial y temporal, todos estos conceptos que parecen sacados de una novela de ciencia ficción, forman parte ya de la ciencia seria que se investiga en la actualidad, y no deja de ser una paradoja que la física, la ciencia más pura y dura, se ocupe de cuestiones, en otro tiempo, esotéricas. La materia a la que nos agarramos como lo más sólido, simple y real que tenemos se está convirtiendo, cada vez más, en algo lleno de misterio y complejidad. La física cuántica y la teoría de la relatividad general nos la presentan como algo siempre en movimiento que se confunde con el propio espacio y tiempo. Conforme tratamos de entender sus propias entrañas se nos aparece como formando una especie de entidad compleja que algún premio Nóbel no ha dudado en llamar: la materia-espacio-tiempo. Las extrañas criaturas que dan nombre a este artículo han contribuido, con la curiosidad que han despertado entre los físicos, a comprender mejor el mundo que nos rodea. En cierta forma su negra belleza ha arrojado un rayo de luz sobre nuestro conocimiento del universo que nos cobija.

Para saber más:
KIP S. THORNE (1995),”Agujeros negros y tiempo curvo”, ed. Crítica. Barcelona.
ROGER PENROSE(1991),”La nueva mente del emperador”, ed.Grijalbo Mondadori. Barcelona.
GILLES COHEN-TANNOUDJI Y MICHEL SPIRO(1988),”La materia-espacio-tiempo”, Espasa-Universidad.Madrid.
STEPHEN W. HAWKING Y ROGER PENROSE(1994),”Cuestiones cuánticas y cosmológicas”, Alianza Universidad.Madrid.
MICHIO KAKU(1996),”Hiperespacio”,ed.Crítica.Barcelona.

10 comentarios:

Aker dijo...

Bonito artículo, ameno y divulgativo sin perder profundidad. Ideal para el verano.
Salvador: Sigo todos tus artículos con atención; y también con agradecimiento ante tu esfuerzo, que difunde generosamente unos conocimientos que otros preferirían guardarse bajo llave.
Los AN han ido cambiando en nuestra visión con el paso de los años. Ahora resulta que están llenos de una 'energía exótica', ideal para llevarnos hasta Tahití, sólo que en otra galaxia. Los Agujeros de Gusano nos plantean el problema del tiempo, de la ruptura de su irreversibilidad, de la contradicción con el principio de causalidad, etc... sin duda, los mayores problemas que le esperan a la Física durante este siglo. Qué apasionante para el que viva por el 2089...
Saludos de

Aker

Mike Parga dijo...

Estupendo artículo, por supuesto se ha ganado lugar como uno de mis favoritos.
No se tanto de fisica como tú lo haces, pero si me interesa y tampoco soy un complet ignorante, así que me entretiene mucho leer tus entradas.
Espero que sigas así.
Saludos.

Salvador dijo...

Gracias amigos, da gusto tener buenos lectores. Un saludo y feliz verano.

Anónimo dijo...

Una reflexión. La relatividad, la física cuántica nos ha hecho descartar como ilusiones cosas que antes teníamos como verdades categóricas. Y nos propone otras como los agujeros negros, las múltiples dimensiones de la realidad, los universos paralelos, etc. que quizás no sean mas que (de nuevo) la manera con que nuestra mente intenta hacer comprensible la realidad que nos muestra la física teórica y las matemáticas. Saludos de Argantonio.

Salvador dijo...

Lo bien cierto es que la relatividad y la mecánica cuántica nos han abierto los ojos a un mundo mucho más extraño del que nos muestra nuestro sentido común. Un mundo en el que el propio espacio-tiempo se convierte en una realidad emergente y no fundamental (relatividad cuántica)como siempre habíamos creído, y las "criaturas" extremas como son los agujeros negros nos dan algo de luz en la comprensión de esta nueva realidad.

Javier dijo...

Hola de nuevo Salva.

Lamento que este nuevo comentario en tu blog sea, en parte, otra vez para corregirte. Ver en interner blos con información erronea sobre física es común, y normalmente los suelo dejar de lado. Pero como quiera que el tuyo esta vinculado desde el de Salva Palacios (física en la ciencia ficción), que es un profesor universitario de física los que vengan desde esa web podrian pensar que el satanadard de calidad es el mismo, y, espero que no te ofendas, no es el caso.

Cómo quiera que, además, sobre agujeros he vistoultimamente muchos errore,y tenía previsto escribir una especie de FAQ al respecto he aprovechado la circunstancia y junto a otras cuestiones he aclarado algunos puntos de tu exposición en mi blog de wordpress, concretamente en: http://freelancescience.wordpress.com/2008/07/23/agueros-negros-aclaraciones-varias/

Aparte comentarte que recientemente ha habido un hilo en physicis forums sobre teorias fractales y gravedad cuántica uqe creo te podría interesar leer, concretametne este:

http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=244065

Saludos y de nuevo, perdón por las correciones. Sé que nadie esta libre de las equivocaciones (por ejemplo mi última entrada sobre cuerdas en el blog necesitaría varias puntualizaciones), y que tal vez puedan sentar mal. Por otro lado a mi me encantaría que alguien me corrigiera los errores y no tener que darme cuenta de ellos yo mismo mas tarde ;-).

Salvador dijo...

Bueno Javier, no soy ningún especialista como tu en gravedad cuántica, pero te puedo asegurar que cada definición que aparece en mi texto se corresponde con definiciones que he contrastado bien en los libros de referencia. No es un artículo escrito con profundidad técnica ni lo pretende, pero cada corrección técnica que encuentres la podrás corregir también en los libros de la bibliografía.

Yo también admiro a Sergio(cuando él comenzaba con su blog, y posteriormente, nos hemos escrito varios emails) y, lógicamente, si que me ha ofendido lo de la comparación que es la segunda vez que me la refriegas en mis propios comentarios.

Seguramente tu estás más autorizado que él a controlar sus links, así como a Hispaciencia,El Planeta Educativo o cualquier otro que me enlace.

Sólo pretendo un mínimo de respeto que creo que no he tenido por tu parte.

Manuel dijo...

Lo del extraordinario efecto marea de los agujeros es un lugar común, aunque tiene bastante justificación.

En resumidas cuentas, sólo los ajugeros negros "pequeños" tienen efectos de marea monstruosos. A medida que un agujero negro se hace más grande, su densidad efectiva (masa total dividida por el volumen encerrado en el horizonte de sucesos) disminuye y llega un punto en que su efecto marea es normalillo.

Por ejemplo, con un radio del horizonte de sucesos del orden de nuestro sistema solar (~75 UA), la densidad efectiva es como la del aire (1,29 gr/l) y el efecto marea mucho menor que el de la tierra.

Pero claro, los agujeros negros "pequeños", los que resultan del colapso de una supernova grande, son los más observados (generalmente gracias a una estrella acompañante) por lo que todo el mundo piensa en ellos cuando hablan de sus propiedades.

Salvador dijo...

Gracias Manuel por tu interesante puntualización. Efectivamente cuando se habla de agujeros negros se resaltan los aspectos más llamativos en los mismos. Ejercen, como digo en el post, un efecto turbador que no deja de llamarnos la atención, en cierta forma parecido a los mostruos imaginarios de otras épocas.

Un abrazo.

terapia de pareja dijo...

Un texto accesible para los no versados en la física y la astronomía, que nos deja con ganas de explorar y saber más, al menos en este interesante y fascinante blog.
Gracias por hacer accesible y divulgar el conocimiento de una forma agradable y amena.