Uno de los escenarios de ciencia ficción más apreciados es el uso de un agujero negro como portal a otra dimensión, tiempo o universo. Esa fantasía puede estar más cerca de la realidad de lo que se imaginaba.
Los agujeros negros son quizás los objetos más misteriosos del universo. Son la consecuencia de la gravedad que aplasta sin límite a una estrella moribunda, conduciendo a la formación de una verdadera singularidad, lo que ocurre cuando toda una estrella se comprime hasta un solo punto, dando lugar a un objeto de densidad infinita. Esta densa y caliente singularidad perfora un agujero en el tejido del espaciotiempo mismo, abriendo posiblemente una oportunidad para viajar por el hiperespacio. Es decir, un atajo a través del espaciotiempo que permite viajar a través de distancias de escala cósmica en un período corto.
Los investigadores pensaron anteriormente que cualquier nave espacial que intentara utilizar un agujero negro como portal de este tipo tendría que contar con la naturaleza en su peor momento. La singularidad caliente y densa haría que la nave soportara una secuencia de estiramiento y compresión de la marea cada vez más incómoda antes de ser completamente vaporizada.
Volando a través de un agujero negro
Mi equipo de la Universidad de Massachusetts en Dartmouth y un colega del Georgia Gwinnett College han demostrado que no todos los agujeros negros son iguales. Si el agujero negro como Sagitario A*, ubicado en el centro de nuestra propia galaxia, es grande y rotativo, entonces el panorama para una nave espacial cambia dramáticamente. Esto se debe a que la singularidad con la que tendría que lidiar una nave espacial es muy suave y podría permitir un paso muy pacífico.
La razón de que esto sea posible es que la singularidad relevante dentro de un agujero negro giratorio es técnicamente «débil», y por lo tanto no daña los objetos que interactúan con él. Al principio, este hecho puede parecer contradictorio. Pero uno puede pensar en ello como análogo a la experiencia común de pasar rápidamente el dedo a través de la llama de una vela de casi 2.000 grados sin quemarse.
Mi colega Lior Burko y yo hemos estado investigando la física de los agujeros negros durante más de dos décadas. En 2016, mi estudiante de doctorado, Caroline Mallary, inspirada en la película de Christopher Nolan, Interstellar, se propuso probar si Cooper (el personaje de Matthew McConaughey) podría sobrevivir a su caída en Gargantua – un agujero negro ficticio, supermasivo y de rápida rotación, unas 100 millones de veces la masa de nuestro sol. Interstellar se basó en un libro escrito por el astrofísico Kip Thorne, ganador del Premio Nobel, y las propiedades físicas de Gargantua son fundamentales para la trama de esta película de Hollywood.
Basándose en el trabajo realizado por la física Amos Ori dos décadas antes, y armado con sus fuertes habilidades computacionales, Mallary construyó un modelo de computadora que capturaría la mayoría de los efectos físicos esenciales en una nave espacial, o cualquier objeto grande, cayendo en un gran agujero negro giratorio como Sagitario A*.
¿Ni siquiera un paseo con baches?
Lo que descubrió es que en todas las condiciones un objeto que cae en un agujero negro giratorio no experimentaría efectos infinitamente grandes al pasar a través de la llamada singularidad del horizonte interior del agujero. Esta es la singularidad que un objeto que entra en un agujero negro giratorio no puede maniobrar o evitar. No sólo que, en las circunstancias adecuadas, estos efectos pueden ser insignificantemente pequeños, lo que permite un paso bastante cómodo a través de la singularidad. De hecho, puede que no haya efectos notables en el objeto que cae. Esto aumenta la factibilidad de utilizar grandes agujeros negros giratorios como portales para los viajes al hiperespacio.
Mallary también descubrió un rasgo que antes no se apreciaba del todo: el hecho de que los efectos de la singularidad en el contexto de un agujero negro giratorio darían lugar a ciclos cada vez más rápidos de estiramiento y compresión de la nave espacial. Pero para agujeros negros muy grandes como Gargantua, la fuerza de este efecto sería muy pequeña. Así que, la nave espacial y cualquier individuo a bordo no lo detectaría.
El punto crucial es que estos efectos no aumentan sin ataduras; de hecho, permanecen finitos, a pesar de que las tensiones en la nave espacial tienden a crecer indefinidamente a medida que se acerca al agujero negro.
En el contexto del modelo de Mallary, hay algunas suposiciones importantes que simplifican las cosas y las consiguientes advertencias. La suposición principal es que el agujero negro bajo consideración está completamente aislado y por lo tanto no está sujeto a constantes perturbaciones por una fuente como otra estrella en su vecindad o incluso a cualquier radiación que caiga. Aunque esta suposición permite importantes simplificaciones, cabe señalar que la mayoría de los agujeros negros están rodeados de material cósmico: polvo, gas, radiación.
Por lo tanto, una extensión natural del trabajo de Mallary sería realizar un estudio similar en el contexto de un agujero negro astrofísico más realista.
El enfoque de Mallary de usar una simulación por computadora para examinar los efectos de un agujero negro en un objeto es muy común en el campo de la física de los agujeros negros. No hace falta decir que aún no tenemos la capacidad de realizar experimentos reales en o cerca de los agujeros negros, por lo que los científicos recurren a la teoría y las simulaciones para desarrollar una comprensión, haciendo predicciones y nuevos descubrimientos.
Fuente: theconversation.com
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