Esta espectacular simulación animada de la NASA muestra cómo los agujeros negros deforman el espacio

Los agujeros negros y el halo de misterio que aún hay sobre parte de sus características es algo que nos fascina e inquieta, empezando por una simple pregunta que quizás también os hagáis: ¿qué veríamos al aproximarnos a un agujero negro?. Una duda que la NASA trató de representar en una simulación animada de su aspecto.

Repasando el contexto, en abril de 2019 el EHT (o Telescopio del Horizonte de Sucesos) nos permitía captar la primera fotografía de un agujero negro en toda la historia humana. Sin embargo, pese al innegable logro científico que esto supuso, la poca definición de la imagen impidió que fuera útil a la hora de permitirnos visualizar mentalmente el aspecto de estos enigmáticos fenómenos cósmicos.

Y es ahí donde la NASA quiso poner su granito de arena para saciar nuestra curiosidad sin dejar de lado la ciencia. La agencia espacial norteamericana publicó meses después una simulación que, según su criterio, era suficientemente realista en cuanto a cómo habría sido esa fotografía si hubiéramos podido viajar hasta las proximidades del propio agujero negro para tomarla. Y sería algo así:

¿Qué acabo de ver?

Cómo no van a intrigarnos los agujeros negros si pueden ser 34.000 millones de veces más masivo que el Sol, "suenan" e incluso desaparecen. Si incluso Christopher Nolan tiró de ellos (más o menos, era un agujero de gusano para ser exactos) como recurso para 'Interstellar', película en la que éste (Gargantua) es casi otro más de los protagonistas y que, casualmente, presenta un aspecto muy parecido a lo que mostraba la NASA.

Concretamente, en dicha visualización se muestra cómo el tirón gravitacional del agujero negro distorsionaría nuestra visión del mismo, dotando de una apariencia deforme de doble joroba al disco de materia que lo rodea. Uno de los dos elementos (ambos externos al propio agujero negro), que podemos ver en realidad, puesto que de su interior no escapa ni la misma luz.

Este disco, llamado "disco de acrecimiento", se divide en varios carriles de distinta luminosidad: cuanto más luminosos, mayor es su cercanía al agujero, debido a que están más calientes porque dicha cercanía los hace girar a la velocidad de la luz. Los carriles exteriores, por el contrario, son ligeramente más oscuros y fríos porque su velocidad se va reduciendo.

Cuando vemos el agujero negro de lado (como en la foto fija que encabeza el artículo), vemos los 'carriles' de gas del lado izquierdo ligeramente más brillantes que los del derecho. Esto es debido a que dicho gas se mueve hacia nosotros tan rápido que los efectos de la relatividad resaltan el brillo: como en el lado derecho el gas se aleja de nosotros, también se vuelve ligeramente más tenue.

Pero, una vez que la imagen gira y podemos ver el agujero negro de frente, la asimetría desaparece: el gas ya no se aleja ni acerca con respecto a nosotros.

Aún más cerca del agujero negro, en forma de un finísimo anillo de luz rodeado de oscuridad, se encuentra la esfera de fotones, formada por aquella luz que ha logrado rodear el agujero negro dos, tres o incluso más veces antes de escapar de su tirón. Por cierto, la NASA ya publicó hace unos años otra simulación mostrando cómo se vería el espacio si lo observáramos desde la esfera de fotones.

Jeremy Schnittman, científico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y responsable del proyecto, "simulaciones y películas como éstas realmente nos ayudan a visualizar lo que Einstein quiso decir cuando afirmó que la gravedad deforma el tejido del espacio-tiempo".

Que nos encante ver "hecho realidad" un agujero negro es normal

A modo de resumen, de un resumen muy resumen, podemos decir que un agujero negro es una región finita en el espacio en la que hay una cantidad de masa tal que “se come hasta la luz”, y por eso es negro. Es decir, su masa es lo suficientemente abundante como para ser capaz de generar un campo gravitatorio tan intenso que ninguna partícula es capaz de escapar de él, ni siquiera los fotones.

Sin fotones, no hay luz. Sin luz, no hay colores. Y la ausencia de colores es el color negro. Como hemos dicho antes, lo que vemos es la nube de materia atrapada en el campo gravitatorio del agujero negro (no la masa del mismo), la cual está a temperaturas tan altas que emite radiación (disco de acrecimiento).

Hay varios tipos de agujeros negros, siendo los que proceden del colapso de estrellas muy masivas los que mejor se conocen. No todas las estrellas “mueren” y dejan un agujero negro, esto dependerá de la masa, y para que quede un quark o un agujero se considera que al menos ha de ser de 2,17 masas solares (límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff).

Más allá de lo descriptivo, hay características de los agujeros negros que los hacen aún más atractivos e intrigantes, como es su física. Y para ello volvemos un poco a lo que ilustraba Nolan en esa película (y advertimos que haremos un pequeño spoiler).

La gravedad en el interior de los agujeros negros es tan intensa que el continuo espacio-tiempo se deforma. Es decir: el tiempo no transcurriría de la misma forma para un observador sentado en el horizonte de sucesos que para otro pasando el rato situado relativamente cerca del agujero negro pero más allá del horizonte.

Es lo que ocurre cuando, debido a la distancia a Gargantua, hay personajes que envejecen mientras otros no. El tiempo no transcurre a la misma velocidad para las personas que descienden a la superficie del planeta próximo a Gargantua que para el miembro de la tripulación que permanece en la nave y no llega a poner sus pies en el planeta; lo que para unos son horas, para otro son años.

Por esto y por muchas otras características, estas regiones espaciales logran captar nuestra atención cada vez. Y la animación de la NASA logró, en cierto modo, satisfacer nuestra curiosidad por ver uno como lo veríamos desde la ventana de una nave espacial.

Imagen | NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman