Oyos negros

LA ASTRONOMÍA no se ha quedado estacionaria en su acervo de conocimientos. Todo lo contrario, año con año, se hacen nuevos descubrimientos que amplían nuestra concepción del Universo. En este capítulo describimos someramente algunos de los resultados recientes de mayor relevancia.

1) Los hoyos negros sí tienen emisiones

Uno de los conceptos teóricos más importantes de nuestro tiempo es elde los hoyos negros. La teoría de la relatividad general predice que si compactamos la masa de un objeto más y más, con el tiempo alcanzaremos un radio para el cual la atracción gravitacional en la superficie del objeto es tan grande que ni aun la luz podría escapar de ellos. Para un objeto con la masa de la Tierra este radio crítico (llamado radio de Schwarzchild) es de sólo 0.9 cm. Como esimposible para la tecnología actual el crear un hoyo negro en el laboratorio, se les ha tratado de detectar en distintas partes del Cosmos, donde cierto tipo de fenómenos que involucran energías astronómicas podrían crear hoyos negros. Por ejemplo, se cree que las explosiones estelares llamadas supernovas podrían comprimir la parte central de una estrella hasta formar un hoyo negro.

¿Han finalmentedetectado los astrónomos un hoyo negro más allá de toda duda? Esta es una pregunta muy difícil de contestar. Existen observaciones de ciertas regiones del Universo en donde se cree que existen hoyos negros, pero la evidencia no es concluyente aún. Como hemos dicho, se creía hasta hace poco que los hoyos negros no emitían ningún tipo de radiación y por lo tanto habría que probar su existenciaindirectamente por los efectos de atracción gravitacional que producirían sobre estrellas o nubes gaseosas que estuviesen cerca de ellos. El sistema estelar binario con emisión de rayos X llamado Cisne-X, es uno de los mejores candidatos, pues se cree que uno de los dos objetos que lo forman es un hoyo negro con una masa varias veces mayor que la de nuestro Sol.

También se cree que el centro denuestra Galaxia alberga un hoyo negro supermasivo, con millones de veces la masa del Sol. Esto se ha deducido a partir de las grandes velocidades de rotación de las nubes gaseosas que existen a su alrededor. Se ha propuesto también que un hoyo negro aún más masivo, con miles de millones de veces la masa del Sol, existe en el centro de la galaxia eruptiva M 87. Existen muchas galaxias que al serobservadas en las frecuencias de radio muestran chorros de plasma que son eyectados desde su núcleo. La causa de esta actividad también ha sido atribuida a un hoyo negro supermasivo. Todas estas evidencias son indirectas puesto que el hoyo negro, en caso de existir, no posee (se decía) emisión característica alguna.

En 1974 y para sorpresa general, el físico inglés S. W. Hawking demostró en una seriede trabajos ya clásicos, que en realidad los hoyos negros sí tienen una emisión característica. Su resultado se basa en la aplicación de la mecánica cuántica a las predicciones de la relatividad general. Cuando aquélla no se toma en cuenta, las partículas y la radiación no pueden escapar del hoyo negro. Sin embargo, de acuerdo con la mecánica cuántica, en una región en que hay fuerzas tanintensas, la probabilidad de creación de pares de partículas no es despreciable. El fenómeno de creación de pares, predicho por Dirac en 1931 como la producción de un electrón y un positrón a partir de la radiación electromagnética, sin dejar de seguir siendo sorprendente, es un fenómeno muy familiar para los físicos dedicados al estudio de las partículas elementales. Las condiciones en que se encuentrael espacio en la superficie de un hoyo negro favorecen la creación de partículas que originan la emisión característica de este objeto.

¿Podremos en el futuro detectar directamente a los hoyos negros por medio de su emisión de partículas? Al parecer no, porque ella es debilísima y se confunde con la emisión de los muchos otros objetos "normales" que pueblan el Universo. Aunque parezca...