El lector está ante un libro que trata de mecánica cuántica, pero exponiéndola de una forma accesible para todos. Explicando principios, teorías, interpretaciones y experimentos con ejemplos, paralelismos, parábolas y anécdotas que los hacen más comprensibles y, sobre todo, amenos y entretenidos.
La mecánica cuántica, con sus paradojas y teorías, como la teoría de cuerdas, no es algo complejo y tedioso. Es la más fantástica aventura en la que se ha sumergido la mente humana. Una epopeya científica que está transformando el mundo a través del pensamiento, creando un nuevo paradigma y acercándonos a una nueva realidad.
En mayo del 68, encaramado en las escalinatas del Odeón de París, Louis Pauwels [1] nos explicaba a los estudiantes que para cambiar las estructuras sociales se necesitaba algo más que una revolución, era necesario cambiar las estructuras mentales. Pues bien, la mecánica cuántica está cambiando nuestras estructuras mentales, nuestra forma de ver el mundo, nuestros valores cotidianos, nuestra percepción del Universo y está haciendo emerger nuestra consciencia en un nuevo paradigma. Es evidente que para aceptar los principios de la mecánica cuántica tenemos que cambiar el chip de nuestra mente.
En mecánica cuántica tenemos que aceptar que un objeto no está aquí ni allí, sino en dos sitios a la vez. Que ese objeto no tiene forma estable y que sólo cuando lo observamos quedan definidas sus propiedades. Dicho de otra forma, las partículas ni están aquí ni allí, están en todas partes a la vez, y sólo cuando las miramos se concretan sus posiciones y propiedades. Si dejamos de mirar dejan de estar, no porque se hayan movido, sino porque las propiedades aparecen y desparecen de una forma extraña. No podemos decir si los electrones son ondas o partículas, ya que eso depende del observador. Pero tampoco sabemos que hará cualquier electrón, esa es la incertidumbre inherente del mundo subatómico, un mundo donde partículas virtuales no aparecen en ningún lugar pero interactúan. Permítame el lector realizar un paralelismo con aquella novela de Jorge Luis Borges, El Zahir, donde aparece aquella moneda que se convierte en un emblema de todas las cosas, el misterio de la existencia. Una moneda que una vez contemplada ya no se puede olvidar, se apodera de la mente del observador hasta que todos los demás aspectos de la realidad se tornan insignificantes. El Zahir es la respuesta al secreto de la vida, la verdad que marca el final de todas las verdades. Las partículas cuánticas son como esa moneda observada que hace que todos los demás aspectos de la realidad carezcan de importancia.
En sus inicios la mecánica cuántica era una rama de la ciencia que estudiaba lo infinitamente pequeño. Hoy no podemos separar lo infinitamente pequeño de lo inconmensurablemente grande. La mecánica cuántica es también una parte de la cosmología, ya que el Universo es una compleja trama dinámica que contiene todas las versiones posibles de todas las formas posibles de la materia.
Al abordar el mundo de la mecánica cuántica hay que enfrentarse, no sólo con lo infinitamente pequeño, sino con lo inconmensurablemente grande: nuestra Vía Láctea, el Universo y el cosmos con sus posibles universos paralelos. También hay que sucumbir a lo que creemos que es el tiempo y nuestro devenir a través de ese transcurso vital. Todo ello nos lleva a la consciencia que entraña una especial simbiosis con la mecánica cuántica. La evolución de nuestro cerebro a través de millones de años es una pieza esencial en el proceso de la teoría cuántica. Dirá el lector que qué tiene que ver nuestro pasado paleontológico con la mecánica cuántica. Esencialmente todo, ya que para llegar adonde hemos llegado ha sido necesaria la evolución de la inteligencia y, a través de este acto evolutivo, una consciencia necesaria para darnos cuenta que somos la naturaleza estudiándose a sí misma. La relación entre mecánica cuántica y consciencia es ineludible, el encuentro entre ambas se hace inevitable, como veremos en las páginas de este libro.
Con la mecánica cuántica tenemos una disciplina donde el ser humano y su consciencia se encuentran, como la psicología transpersonal o la filosofía, donde Dios no es necesario y pasa a convertirse en una función de onda. En mecánica cuántica lo infinitamente pequeño repercute en lo infinitamente grande, y el «todo» se convierte en una meta posible.
1 Autor junto a Jacques Bergier de El retorno de los brujos.
Este libro describe muchos misterios, entre ellos el misterio de nuestra existencia y todo lo que nos rodea, lo inmensamente grande y lo infinitamente pequeño, lo visible y lo invisible, el mundo de la física clásica y el mundo subatómico de la mecánica cuántica, nuestra realidad y el inconmensurable cosmos. No intento proponer respuestas o soluciones a los misterios que nos rodean, sólo sugiero lo que vemos e intuimos, lo que nos inquieta y algunas posibles respuestas que, generalmente, originan más preguntas y nuevos enigmas. Ya que vivimos en una era en que la cosmología y las nuevas teorías físicas ofrecen muchas alternativas, cientos de teorías sobre nuestro entorno y nuestra existencia.
Propongo un encuentro con los grandes enigmas, el misterio de nuestra existencia y el descubrimiento de la consciencia y su interacción con el Universo y el modelo estándar de la mecánica cuántica. No podía omitir la incógnita de la existencia de Dios, una hipótesis que se debatirá como un argumento más.
El libro pretende despertar nuestro interés sobre la temática más importante que nos rodea: nuestra existencia y la del Universo que nos contiene. Vamos a intentar comprender lo que ocurre realmente en nuestro entorno, una actitud que gana cada día más aceptación entre todos los seres humanos. Tenemos que ser conscientes que vivimos en un sistema que ha creado una serie de circunstancias que nos distraen constantemente y nos impiden darnos cuenta del gran misterio de la vida y el Universo.
Sabemos que algo está pasando en el Universo que nos contiene, pero desconocemos lo que es. Y lo sabemos porque en nosotros ha evolucionado un nuevo elemento que llamamos consciencia y que, maravillosamente, se ensambla con las teorías de la moderna mecánica cuántica. Es sin duda una revolución de la mente que precisa nuevas definiciones de la existencia y del ser humano. Si la física cuántica nos obliga a una nueva definición de lo que es el mundo y el Universo que nos rodea, no podemos dejar al margen al ser humano, ya que forma parte de Universo, es parte de sus moléculas y no tiene por qué ser algo ajeno y distinto a la materia cósmica. Como explico en el capítulo octavo, somos polvo de estrellas.
La idea es presentar los misterios cuánticos, cosmológicos y paleontológicos de la forma más sencilla posible, la más didáctica, para que aquellos que no tienen una formación en ciencias puedan acceder a estas nuevas realidades a este nuevo paradigma, a esta nueva comprensión del mundo. Se trata que el lector no precise otras herramientas para entender lo que se explica, que no tenga que recurrir y consultar diccionarios técnicos. Cuántas veces me he encontrado con personas cultas y versadas en historia, economía, psicología, medicina o teología que me han preguntado: ¿Qué es la física cuántica? ¿Qué tiene que ver la consciencia con la física cuántica? ¿Qué había antes del big bang? ¿Qué utilidad tiene ese acelerador de partículas de Suiza que tantos millones nos cuesta? Entonces me he dado cuenta que es muy difícil explicar lo que representa este mundo que nos rodea, y que hay personas a las que les apasiona y les inquieta y tienen muchas preguntas que plantear al respecto.
Ante todo quiero aclarar que en esta exposición soy un divulgador. Deseo que quede bien claro este concepto. No soy un investigador, me limito a divulgar lo que he aprendido, lo que me ha permitido escribir más de sesenta libros, numerosos artículos y organizar congresos con grandes especialistas en diferentes materias. He estudiado ciencias y paleontología, he excavado puntualmente unos años en yacimientos paleontológicos, he pasado noches enteras observando con telescopios, he trabajado e investigado en un instituto de psicología transpersonal, he ganado un premio nacional de periodismo y la divulgación científica ha sido siempre mi único objetivo: explicar a otras personas por qué las cosas son como son y porque debemos volcarnos en adquirir más conocimientos sobre nuestra existencia. Debo confesar que soy de los que, igual que el filósofo Fernando Savater, escribo por culpa del recientemente fallecido, Ray Bradbury. Todavía siento emotivos sentimientos por sus agonizantes y frágiles marcianos, aún me enfurezco al pensar en los bomberos incineradores de libros, y maldigo a sus cazadores de dinosaurios.
Este libro no tiene nada que ver con la ciencia-ficción de Bradbury, es un desafío, ya que me he propuesto explicar de la forma más comprensible posible una serie de enigmas que son lo más difícil de entender de nuestra existencia. No es fácil hablar de los entresijos de la mecánica cuántica; del origen de nuestro Universo y sus misterios; de la consciencia humana y su relación con el Universo y la mecánica cuántica, del origen de la consciencia en los seres primitivos, y del nacimiento de las creencias religiosas; de la idea de Dios y su complejo encaje en la ciencia.
El problema al transmitir aspectos complejos y técnicos está en el lenguaje, un principio que nos vemos obligados a utilizar, y que he tratado que nunca sobrepase unos límites en los que el lector tenga que recurrir a diccionarios técnicos. Por este motivo he procurado definir siempre aquellos términos que entrañaban cierta dificultad de comprensión. Soy consciente de que existe una dificultad en comunicarnos, algo que ya ha sido tratado por Noam Chomsky con gran profesionalidad. Espero que el lector sea benigno conmigo cuando he utilizado términos que me han sido, prácticamente, imposibles de simplificar.
Chris Impey se ha preocupado de divulgar la ciencia de manera que sea lo más accesible posible para todo el mundo.
En ocasiones he utilizado símiles novelescos e incluso anécdotas con cierto sentido del humor para ilustrar los temas más áridos. Creo que los temas científicos también deben de abordarse con humor. El científico actual es menos pomposo y más distendido que aquellos profesores que aparecen en las fotografías antiguas con semblantes serios, trajeados, siempre con corbata, y que en sus intervenciones públicas utilizaban una oratoria pomposa y técnica; eran incapaces de bromear, sólo Einstein en sus últimos años se relajó e incluso bromeaba y se dejaba retratar en posturas burlonas. Hoy, los investigadores, se presentan ante nosotros joviales, cercanos y vestidos informalmente. Sus clases son cercanas a los alumnos, sin protocolos ni formalismos. Lo único que no ha cambiado, y no lo digo como crítica, es que los antiguos científicos y los de ahora les sigue gustando fotografiarse junto a grandes instrumentos de investigación: telescopios, satélites, aceleradores de partículas, etc. Pero, ¿a quién no le gusta fotografiarse junto al acelerador de partículas o el cohete Saturno? ¿No son acaso como hijos suyos?
Mi objetivo es despertar en el lector sus más profundas inquietudes en un momento de nuestra historia en que estos temas son de candente actualidad. Estimular un nuevo estado de espíritu que nos aleje de los estados mentales que no sirven para nada, una especie de vacuna contra la mediocridad. Es un objetivo egoísta, ya que mientras más estemos enganchados a estas inquietudes, más seremos los que veremos este mundo de una forma diferente, más seremos los que aceptaremos un nuevo paradigma en el que los falsos valores que nos adormecen en la actualidad y nos pretenden hacer tragar se conviertan en reliquias del pasado. Quizá, entre todos y, especialmente los jóvenes talentos, logremos cambiar este mundo y sus valores completamente materialistas.
Pensar qué había antes del big bang es una cavilación angustiante y a la vez fascinante, es reflexionar sobre una respuesta imposible. Sin embargo, la cosmología actual nos ofrece algunas especulaciones en las que nos vamos a sumergir. Ante todo recordar al lector que aunque estemos hablando de cosmología estamos inmersos en el mundo cuántico, todo son partículas y todas tienen sus interacciones, algo que relaciona inevitablemente lo infinitamente pequeño con lo inconmensurablemente grande, e indudablemente con el ser humano. Empezaremos por definir lo que entendemos por big bang para los más profanos.
El big bang es la gran explosión de la que emergió todo el Universo que nos rodea. La cosmología moderna habla de una gran explosión que ocurrió en la nada —el espacio, el tiempo y la materia no existían—, originando que el espacio se inflase como un globo y las galaxias, con sus millones de estrellas, se alejasen las unas de las otras.
El big bang es algo demostrable por el desplazamiento al rojo de las galaxias, el fondo cósmico de radiación de microondas y la nucleosíntesis de los elementos, temas que veremos y explicaremos en otro capítulo.
La teoría estándar dice que el big bang es una fluctuación de vacío e inmediatamente después una fase de inflación que amplifica el proceso [2]. Destacar que la luminiscencia del big bang se observa hoy día en la radiación de fondo microondas.
Dicho de una forma más sencilla, el big bang es un cambio del vacío en otra cosa que fue, seguido por una fase en la que ese cambio se expandió y lo hizo, en el proceso inicial, a mayor velocidad que la luz. En este proceso todo emergió de un lugar que se ha denominado punto de singularidad. Un lugar que no era un lugar, ya que, insisto en este hecho, no había espacio, materia y ni siquiera existía el tiempo: era la nada.
¿Pero qué es la nada? La nada no es un espacio, es un concepto. No podemos decir que la nada estaba vacía, porque ya estamos definiendo un lugar en el que cabe algo.
El vacío clásico está vacío, pero el vacío cuántico está lleno de fluctuaciones de campo, es un medio dinámico.
DAVID GROSS,
PREMIO NOBEL 2004
En la mecánica cuántica el vacío es cualquier cosa menos espacio vacuo, es un estado lleno de partículas virtuales que entran y salen de la existencia sin violar nunca las reglas de la incertidumbre. La nada es la no existencia de algo. Es aquello que avanzaba inexorablemente tragándose todo el mundo en La historia interminable de Michael Ende. Como conclusión final sirva este símil para definir la nada: la nada es como nuestra existencia antes de haber nacido. ¿Qué éramos antes de haber nacido?: Nada. ¿Dónde estábamos? En la nada.
Antes del big bang estaba la nada, no existía el espacio, ni tampoco el tiempo. No había ideas ni pensamientos. En la nada transcurría el infinito. Nadie había ideado dioses que creasen el mundo. Tampoco se entiende un dios esperando en la inmensidad del tiempo para crear el Universo. ¿Qué hacía ese dios en un Universo sin espacio y sin tiempo? No entraremos ahora en esas consideraciones, ya abordaremos, necesariamente, el problema de la existencia de Dios en otro capítulo. Volvamos al big bang, y sepamos que antes la gente creía que el espacio y tiempo eran independientes de la materia. Einstein, con la teoría de la relatividad, afirmó que, si hiciésemos desaparecer toda la materia, el espacio y el tiempo desaparecerían con ella. Una concepción que nos obliga a considerar al Universo como un todo.
Al abordar según que temas, como los multiversos o los agujeros negros como pasadizos a otros universos, muchos lectores pensarán que nos movemos entre la locura y la ciencia-ficción, pero la sola idea de que el Universo fue en el pasado una nuez muy densa que reventó en una gran explosión fue calificada de locura cuando los cosmólogos la propusieron por primera vez. El Universo, su aparición, forman parte de un misterio, pero es sólo uno más de los muchos misterios que nos depara la ciencia. Nuestra aparición en el Universo es una forma que tiene el Universo de estudiarse a sí mismo, somos parte de sus moléculas y, como veremos en otro capítulo, también somos parte de su consciencia.
Lo que interesa a los científicos de hoy ya no es concretamente lo que había antes del big bang. El físico Julian Barbour destaca en sus teorías que saber qué había «antes» del big bang no es ningún problema, porque el «antes» y el «después» nunca existieron.
Nosotros mantendremos que antes sólo había la nada, y enfrentarnos con este concepto nos llevaría a tergiversaciones filosóficas. Por otra parte la nada no nos aporta ninguna información, mejor dicho, no nos puede aportar ninguna información, por ahora. Lo que parece más interesantes es saber qué sucedió un segundo, décimas de segundo, un picosegundo antes del big bang, qué extraño fenómeno hizo emerger algo donde no había nada.
Llegar a esos momentos no parece posible, por ahora, pero sí es posible recrear ese momento de hace 13.700 millones de años, unos segundos después del big bang, que ya es una aproximación muy importante al momento cero. Para conseguir esa recreación poseemos una de las herramientas más fabulosas que la mente humana ha podido desarrollar: el LHC (Gran Colisionador de Hadrones).
Se han producido muchas críticas sobre el gran coste económico que ha representado el LHC [3], y lo que nos cuesta su mantenimiento anualmente. Muchas personas que no saben cuáles son los objetivos de LHC, lo critican y lo consideran un juguete de los científicos para experimentar con partículas que no nos aportan nada. El LHC posiblemente no sólo resolverá una serie de misterios de la mecánica cuántica, sino también de la cosmología, de la medicina neuronal, de nuestra existencia y de la importancia que tiene la consciencia humana en el Universo y su relación colectiva con él. Cabe destacar que Internet se inventó en la CERN [4], que aloja el LHC. Fue, inicialmente, un medio para que los físicos pudieran comunicarse. La mayoría de los usuarios de la red desconocen este hecho, y muchos de los que han atacado el coste y los proyectos del LHC, han usado Internet para hacerlo.
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es una de las herramientas más fabulosas que la mente humana ha podido jamás desarrollar.
Es conveniente que sepamos que los grandes y costosos telescopios no se construyen para hacer espectaculares fotografías del Universo, sino para indagar en él, buscar vida como la nuestra, descubrir exoplanetas, vida inteligente que nos ayude a saber por qué estamos en este Universo. La estación espacial ISS ha representado un coste de 100.000 millones de dólares, pero al margen de desarrollar toda la tecnología espacial y otras auxiliares, dar trabajo a miles de personas en todo el mundo, ha producido grandes avances en la medicina, farmacología, meteorología, y muchos otras disciplinas científicas. El LHC tiene unos objetivos concretos muy relacionados con nuestra existencia. Primero confirmar las teorías que fundamentan nuestros conocimientos actuales. Segundo, buscar el bosón Higgs, una partícula de la que ya hablaremos más adelante. Tercero, buscar nuevas fuerzas de la naturaleza. Cuarto, solucionar uno de los mayores problemas de la astronomía: la materia oscura. Quinto, explorar, buscar dimensiones ocultas del espacio-tiempo, otros universos paralelos, otras realidades, un apasionante campo que nos ayude a aumentar nuestros conocimientos sobre lo que somos, de dónde procedemos y qué significa la vida.
Hay que buscar las causas que han producido el orden físico y biológico del Universo como respuesta a nuestra existencia. Ese es uno de los objetivos del LHC, saber qué había antes del big bang, y porqué se produjo.
¿No son estos objetivos dignos de alcanzar? ¿O es más importante sumergirse en la adquisición de valores mundanos para mostrar nuestra arrogancia y nuestro yo ante otros? Soy el primero que no desprecio una buena velada entre amigos interesantes, con una buena cena y unos buenos caldos de Baco, es una forma de «desestresarse» y bromear inteligentemente con los temas más serios de la vida. Pero comparto la opinión de Weinberg [5] cuando destaca: «El esfuerzo por entender el Universo es una de las muy escasas cosas que elevan la vida humana un poco por encima del nivel de la farsa, confiriéndole algo de grandeza a la tragedia».
Dicho esto sobre el LHC y los placeres mundanos tenemos que regresar a un picosegundo después del big bang para poder especular, seguidamente, con los posibles lugares de donde ha salido nuestro Universo.
¿Cómo podemos recrear ese momento fabuloso de nuestra historia? Solamente lo podemos hacer creando el mismo escenario que había en ese momento, la misma temperatura y las mismas condiciones, incluso el mismo tipo de partículas que había inicialmente, al final de la inflación cósmica (10-32 segundo).
Si las constantes físicas de Universo hubiesen sido distintas de las que fueron en el big bang, si se hubieran alterado lo más mínimo, un segundo, un grado más o menos de temperatura, usted lector y yo no estaríamos aquí, porque la vida sería imposible, en el Universo que se habría creado. Sólo las condiciones existentes permiten un mundo con los elementos precisos para ser lo que somos. Un hecho que implica muchas tergiversaciones filosóficas y deístas que ya abordaremos en otro capítulo. Anticiparé que cabe la posibilidad de que la inteligencia, ese factor que nos ha permitido llegar hasta donde estamos, se presente de otra forma distinta sin necesidad de un cuerpo limitado por la piel y estructuras de carbono.
¿Cuáles son las condiciones que existían tras el big bang? Digamos que el Universo existía en un espacio tan pequeño como una nuez con una temperatura y una densidad que se aproximaba al infinito. La temperatura era mayor que 1032 grados centígrados. Cuando la temperatura cayó por debajo de los 1.000 millones de grados, los protones y neutrones se enlazaron para formar los primeros elementos más ligeros, como el Hidrógeno, el Helio y el Litio, elementos fundamentales para la creación de las estrellas que se formarían en una siguiente fase y, más tarde, las galaxias. Este proceso de crecimiento del Universo, tras el big bang se conoce como inflación, un estado en el que el Universo, tras su estallido, creció a una velocidad próxima a la luz en escaso tiempo. La teoría de la inflación hace que desaparezca la causalidad y que el Universo inicial no requiera ningún ajuste. Nuevas teorías cosmológicas actuales apuntan a la idea de que la inflación es algo permanente.
El LHC tratará de recrear estos escenarios con la ayuda de los detectores de colisiones que posee en diferentes puntos de su circuito de aceleración. Así, el detector Alice está diseñado para analizar la mezcla de partículas elementales que surgieron después del big bang. El detector LHCb, explora procesos que ayudan a explicar por qué el Universo está hecho de materia, ya que en el big bang debería haberse formado igual cantidad de materia que antimateria. Este hecho nos lleva a preguntar: ¿Por qué el Universo está compuesto de materia y no antimateria? Lamentablemente desconocemos la respuesta. Llegar a los orígenes del Universo, a pocos picosegundos del big bang, nos puede aportar nueva información sobre lo que ocurrió en el momento cero, es acercarse al momento de nuestra aparición en el cosmos [6]: el misterio más grande jamás pensado.
Es posible que el modo en que comenzó el Universo esté determinado por las leyes de ciencia (…) no sería necesario recurrir a Dios para decir cómo comenzó el Universo. No se trata de decir que Dios no existe, sólo que Dios no es necesario.
STEPHEN HAWKING
El átomo tiene un núcleo en cuyo interior está el protón que contiene dos quarks, llamados arriba y abajo, que constituyen la materia ordinaria. El choque en el LHC de un protón contra otro protón, a velocidades próxima a la luz, origina: un protón, un pión y un neutrón. Pero estos choques pueden acumular energía suficiente, en un volumen pequeño, que puede desencadenar la formación de un agujero negro, ya que las partículas experimentarían un colapso gravitatorio. Este hecho ha alarmado a investigadores que advierten del peligro que este microagujero negro engulla toda la Tierra. Stephen Hawking asegura que el agujero negro se desintegraría inmediatamente, ya que la teoría cuántica y la segunda ley de la termodinámica indican que los agujeros negros tienen que desintegrase rápidamente, como sucede en la atmósfera donde inciden rayos cósmicos de gran energía que pueden crear agujeros negros, un hecho que ya ha sucedido y en el que la desintegración ha sido inmediata.
Vamos a abordar el tema de los agujeros negros, ya que cabe la posibilidad de que sean túneles a otros universos. Singularidades que conectan dos puntos del hiperespacio. Imaginemos un cosmos con infinitas burbujas, y en una de ellas un agujero negro que crea una gota externa en esa burbuja, una protuberancia que crece hasta que se separa de la burbuja original creando otro universo burbuja, que podría ser el nuestro. En ese caso procederíamos de un agujero negro de otro universo burbuja. Esta teoría, la de los universos burbuja, resuelve nuestra posible procedencia, pero no la existencia de infinitos universos burbujas flotando en un espacio enigmático. Seguimos atrapados por el origen de los orígenes. Dejemos por ahora la posibilidad de otros universos y centrémonos en los agujeros negros, algo más próximo y real. En varios lugares de este libro abordaremos con extensión y profundidad los espacios paralelos y los otros universos.
Los agujeros negros comparten el comentario de Dante Alighieri al describir la entrada del infierno en La Divina Comedia: «Dejad, los que aquí entráis, toda esperanza».
Posiblemente uno de los fenómenos astronómicos más espectaculares de todos, junto a los quásares, son los agujeros negros, y es precisamente un fenómeno que no podemos ver. Realizando una definición sencilla, destacaremos que los agujeros negros son lugares que contienen una cantidad de desorden conocido como entropía. Es una región del espacio que contiene un poderoso campo gravitatorio, tan grande es este campo que todos los cuerpos que se mueven cerca de la superficie de los agujeros negros quedan engullidos, atrapados, incluso la luz.
El campo gravitatorio de un agujero negro es tan enorme que todos los cuerpos que se mueven cerca de su superficie quedan engullidos.
Así, el agujero negro, es una singularidad donde todo se destruye o se engulle. ¿Cómo aparecen los agujeros negros? Existen diversas posibilidades, incluida el caos producido por el choque de dos galaxias o dos estrellas. Pero, de manera ortodoxa, digamos que un agujero negro nace como consecuencia del agotamiento de una estrella masiva que se encoje hasta reducirse y convertirse en un agujero negro.
Tratemos de explicar de una forma sencilla cómo se forman y el poder de un agujero negro. Si comprimimos y aplastamos un objeto de gran tamaño conseguimos que toda su materia cree un campo gravitatorio que atraiga hacia él lo que se mueve en su entorno y lo vaya engullendo. Un símil es una bola de papel de plata con limaduras de imán en su interior atrayendo a otras limaduras que están en su entorno. Evidentemente este ejemplo atraería pero no engulliría, aunque si curvaría el espacio que la rodease. Imaginemos que depositamos la bola sobre una sábana, que hace el papel de espacio, y que mantenemos sujeta por sus cuatro esquinas. Si esparcimos por la sábana limaduras de hierro que poco a poco va atrayendo la bola, esta adquirirá cada vez más peso, hasta el punto que curvará la sábana en su entorno, como realiza un agujero negro con el espacio curvándolo a su alrededor. Si el peso de la bola es muy grande acabará rompiendo la sábana y desapareciendo en «otro Universo».
Para que nuestro Sol se convirtiese en un agujero negro se tendría que comprimir en una bola de unos tres kilómetros de diámetro. Y para que la Tierra se convirtiese en un agujero negro se tendría que comprimir en una bola de un centímetro de diámetro.
La realidad es que nada puede escapar a las garras gravitatorias de un agujero negro. La materia y la radiación que caen en un agujero negro son comprimidas a un tamaño infinitesimal en su centro. ¿Podemos acercarnos a un agujero negro? Digamos que sólo hasta cierto punto, ya que se caracterizan por un horizonte de sucesos, que es la frontera de no retorno, un límite en el que ya nada puede escapar, ni tan siquiera la luz.
Sepamos que en el centro de la Vía Láctea, nuestra galaxia, existe un agujero negro que engulle una nube de gas que tiene triple de masa que la Tierra. Se trata de un agujero negro diez veces más masivo que nuestro Sol.
Un ejemplo reciente de agujeros negros aconteció el 28 de marzo de 2011. El telescopio Swift de la NASA detectó un estallido de larga duración con un brillo excepcional, cien veces superior a lo normal, con abundante emisión de rayos gamma. Era un agujero negro situado en una galaxia a unos 3.800 millones de años luz que se tragaba a una estrella masiva que se veía desgarrada por este monstruo espacial.
Recordemos que ni siquiera la luz puede escapar del interior de un agujero negro, por lo que estos monstruos espaciales son descubiertos con los detectores de ondas gravitacionales, vibraciones del espacio-tiempo que se propagan por el espacio.
Vemos cómo los agujeros negros se convierten en potentes succionadores que van tragándose todo lo que está a su alrededor, y cuanto más engullen más potentes se vuelven. En teoría podrían consumir toda una galaxia.
Me fascinan los agujeros negros, porque en ellos muchas leyes de la física que conocemos fallan.
KIP THORNE
Los agujeros negros nos parecen objetos distantes poco peligrosos, sin embargo recordemos que tenemos uno en el centro de nuestra galaxia, que afortunadamente está inmóvil. Y quiero decir con esto que al parecer existen agujeros negros que se mueven, que van vagando por el espacio dispuestos a devorar todo lo que se encuentra en su ruta de colisión. Según anunciaba la revista Astrophysical Journal, el telescopio de rayos X Chandra, había descubierto un agujero negro masivo, CID-42, que vagaba por el espacio, y que al parecer había sido expulsado de alguna galaxia. Dicho peligroso objeto estaba a una distancia de unos 5 millones de años luz de nosotros.
Stephen Hawking es, sin duda, mi físico contemporáneo favorito, por su gran voluntad, su capacidad de comprensión, su postura religiosa y su sentido del humor. En este último punto voy a recoger una anécdota que aparece en su reciente biografía [7]: en un encuentro con Bush en 2005, este le explicó que había propuesto enviar de nuevo astronautas a la Luna, Hawking le comentó que «sería más barato enviar políticos, ya que no hay motivos para traerlos de vuelta». Irónico, inteligente y ajeno a sus dificultades locomotrices, Hawking es capaz de pensar y proponer teorías de los más profundos misterios de nuestro Universo. Entre otros aspectos es un firme creyente de la posibilidad de vida inteligente en otros sistemas planetarios de nuestro Universo.
Stephen Hawking es un gran especialista en agujeros negros que ha formulado diversas teorías sobre ellos. Ha demostrado matemáticamente que los agujeros negros emiten partículas, que el área de la superficie total de ellos aumenta con el tiempo y que en su horizonte de sucesos existe una memoria, tema que ya explicaremos en otro capítulo. Hawking augura que existen en el cosmos un número infinito de universos autocontenidos y postula la posibilidad de pasar de uno a otro vía agujeros de gusano.
Por el momento el tema de los agujeros de gusano lo dejaremos al margen, lo que nos interesa ahora, al respecto de la postulación de Hawking, es su creencia en la existencia de un número infinito de universos autocontenidos.
El Universo visible no es más que una pequeña fracción de un multiverso mucho más grande (…).
MICHIO KAKU
El concepto de multiverso nos ha procurado otro cambio de paradigma, según el cual la palabra Universo podría volverse obsoleta» [8].
Como vemos, según los cosmólogos, los universos paralelos existen, y una infinidad de universos surgiría, sin cesar, de un vacío primordial. Nuestro Universo sería uno de los muchos universos de un conjunto mayor, denominado multiverso. Fred Alan Wolf [9]