La primera referencia de la posibilidad de que existieran cuerpos celestes con características de masa y densidad que impiden que la luz emane de ellos es una carta del inglés John Michell fechada en 1783. Empleando los conceptos de atracción gravitatoria y teoría corpuscular de la luz de Newton, calculó que un objeto cósmico de masa 500 veces la del Sol genera un campo gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Concluyó que es posible que los mayores cuerpos del universo no puedan ser vistos. Años más tarde, en 1798, Pierre-Simon Laplace realizó los mismos cálculos y obtuvo conclusiones similares. Es posible que Laplace no supiera del trabajo de Michell, ya que este se conoció en el siglo XX. Por esta razón se le atribuyó a Laplace la prioridad en el concepto de lo que hoy se denomina agujero negro (AN).
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Hasta bien entrado el siglo XX, se creía que el universo era mucho más pequeño que la magnitud real. En el siglo XIX no se intuía la posibilidad de la existencia de objetos millones de veces más densos que la materia conocida. Esto explica por qué las ideas de Michell y Laplace no fueron consideradas posibilidades reales.
El siglo XX revaluó los conceptos de espacio, tiempo y materia. Es posible concebir átomos colapsando en su núcleo, con densidades millones de veces superiores a la materia conocida. La teoría general de la relatividad demuestra que la presencia de grandes masas modifica sustancialmente el espacio y el tiempo, de forma que se crean regiones en las cuales la velocidad de escape supera la velocidad de la luz. En 1916 Karl Schwarzschild encontró una solución a las ecuaciones de Einstein para un objeto esférico con características de masa y radio que hacen que ni la luz pueda escapar de él. Años después John Wheeler acuñó el término agujero negro para este tipo de cuerpos cósmicos.
Hasta la segunda mitad del siglo XX este concepto era un tema especulativo, pues ¿cómo se podía estudiar si no lo podían observar? La teoría de la relatividad dio la respuesta: el espacio está tan distorsionado en la vecindad del agujero negro que la luz cambia su trayectoria; además, su efecto gravitacional es tan fuerte que al modificar el espacio atrae las estrellas, alterando sus trayectorias, e incluso puede hacerlas entrar en su horizonte, de donde nada escapa. Las observaciones astronómicas detectan anomalías en regiones del universo que claramente apuntan a la existencia de esos extraños objetos.
Stephen Hawking fue un poco más allá y sorprendió al mundo científico con el concepto de agujero negro radiante. Combinando la teoría de relatividad y el principio de incertidumbre de la mecánica y la cuántica, demostró, teóricamente, que un agujero negro radia permanentemente partículas, algunas de materia y otras de antimateria.
Kip Thorne, otro teórico del tema y asesor científico de la película Interestelar, modeló un agujero negro tridimensional, representación que acompaña el filme. Thorne recibió el Premio Nobel de Física no por estos estudios, sino por la detección de las ondas gravitacionales generadas por el colapso de dos agujeros negros. La joven astrofísica Katie Bouman diseñó el sistema computacional que permitió coordinar las observaciones de los radiotelescopios localizados en diferentes lugares del planeta y obtener así la primera fotografía de un agujero negro. Sorprende la similitud con la representación visual lograda teóricamente por Thorne.
Continuará…
