Schwarzschild

En 1915, Einstein publicó su teoría de la relatividad general. Creía que era imposible resolver las ecuaciones que explican la gravedad. Son sistemas de varias docenas de ecuaciones, en derivadas parciales, no lineales. Para su sorpresa, antes de finalizar ese año un físico alemán, soldado herido en la guerra, durante su hospitalización la resolvió en un caso particular: la deformación del espacio y tiempo que produce una masa esférica. Esta solución explica los agujeros negros. El término fue acuñado por Wheeler y popularizado por Hawking. Inicialmente se pensó que solo era una idea teórica. En los años 70 del siglo pasado, estudiando las desviaciones de la luz emitida por estrellas y analizando perturbaciones en las trayectorias de estrellas, la comunidad de astrónomos y astrofísicos planteó la hipótesis de que los agujeros negros eran una realidad en el cosmos.

Estos cuerpos son tan masivos que modifican en forma tal el espacio y el tiempo que ninguna onda electromagnética —la luz es una de ellas— puede salir de una esfera que los rodea. La gravedad, que es una radiación, sí escapa del agujero negro, por la cual se afectan las trayectorias de los cuerpos celestes que están en su cercanía y se desvían sus rayos luminosos. Los trabajos de Hawking muestran además que se produce radiación en el horizonte de los agujeros negros, por la interacción de la gravedad y la mecánica cuántica.

En 2019 y 2022, el avance científico y tecnológico ha permitido fotografiar dos agujeros negros. En el 2019 se obtuvo una imagen de las radiaciones que rodean un agujero negro. Su masa es 6.500 millones veces la del Sol, se denomina M-87 y está situada en una galaxia que dista 55 millones de años luz de la Tierra. Un año luz equivale a 9,46 billones (millones de millones) de km. Como comparación, Plutón está a cinco horas luz. Con la tecnología actual, una nave no tripulada tarda diez años en llegar a ese planeta.

En mayo del 2022, se obtuvo una fotografía de un agujero negro situado en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que está a 27.000 años luz y su masa es mil veces menor que el M-87; es decir 6,7 millones de veces la del Sol.

El agujero negro más famoso de la ciencia ficción es Gargantúa. Para realizar la película Interestelar (2014), el director C. Nolan le pidió al asesor científico Kip Thorne que diseñara un agujero negro, en el cual una órbita de un planeta, Miller, no fuera destruido por la fuerza de mareas que genera el agujero y que su órbita fuera estable. Le pidió que la deformación de tiempo fuera tal, que una hora que estuviera la nave en ese planeta equivaliera a siete años en la Tierra. Así, los tripulantes de la nave que se posaran en el planeta Miller envejecerían lentamente, por eso cuando el capitán Cooper se reúne con su hija, ella tiene 101 años y él menos de 50. La nave estuvo pocas horas en el planeta. La película ganó el Óscar en 2015 por los mejores efectos especiales; en 2017, Kip Thorne fue galardonado con el Premio Nobel de Física, no necesariamente por su participación en la película, lo recibió por el diseño conceptual del LIGO, un detector de ondas gravitacionales, las primeras se registraron en 2015.

Las ecuaciones de Schwarzschild se utilizan para sincronizar los GPS que orbitan alrededor de una masa casi esférica, la Tierra.