Dr. José Manuel Nieto Jalil
Director del Departamento Regional de Ciencias en la Región Centro-Sur Tecnológico de Monterrey Campus Puebla
Desde nuestros orígenes, la observación del cielo y de los astros ha sido un tema de gran importancia para el ser humano, tanto por su impacto en la vida cotidiana como por su misterio y belleza. Desde la antigüedad, el hombre primitivo consideraba que el Universo tenía una influencia directa en sus vidas y sobre todo por estar tan expuestos a la naturaleza, al Sol, a la Luna y a las estrellas.
Según fue aumentando la capacidad de observar más lejos y con más detalle, nuestra idea del Universo ha ido cambiando.
Sólo conocemos el tamaño del Universo visible desde la Tierra. El límite del Universo visible desde la Tierra está a 46.500 millones de años luz, en todas las direcciones. Es decir, un diámetro de 93 mil millones de años luz.
Gracias a la observación de la radiación electromagnética, la astronomía ha podido descubrir fenómenos cósmicos sorprendentes, como la existencia de agujeros negros, de los objetos más fascinantes y misteriosos del Universo.
Estas regiones del espacio están densamente comprimidas y su gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de ellas. Incluso las leyes de la física pueden parecer violarse ahí.
Los científicos han teorizado sobre los agujeros negros desde hace más de cien años. Su existencia como tal nace de la Relatividad general publicada por Albert Einstein en 1915, y del trabajo posterior de Robert Oppenheimer, Karl Schwarzschild, Subrahmanyan Chandrasekhar y otros. Algunas comprobaciones indirectas ya se habían detectado y a principios de 2019 obtuvimos la primera imagen de uno de ellos. La fotografía representa al horizonte de sucesos del agujero negro situado en el centro de la galaxia M87, a 55 millones de años luz de casa, uno de los mayores hitos de la ciencia reciente.
El estudio de los agujeros negros es fascinante, por ejemplo, su tamaño es muy variado, desde microscópicos hasta gigantescos. A los más pequeños, se les conoce como agujeros negros primordiales, se cree que se formaron poco después del Big Bang.
Otros son los agujeros negros supermasivos, que pueden tener una masa miles de millones de veces mayor que la del Sol. Aún no se sabe con certeza cómo se forman ni el porqué de su tamaño.
De acuerdo con la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, cualquier información que caiga en un agujero negro se pierde para siempre. Esto ha llevado a un problema fundamental en la física teórica: la paradoja de la información en los agujeros negros. Los físicos han propuesto varias teorías para tratar de resolver esta paradoja, incluyendo la idea de que la información puede ser liberada en forma de radiación Hawking.
El físico teórico británico Stephen Hawking en 1974 describe la emisión de partículas por parte de los agujeros negros. Es una radiación térmica.
Esta radiación Hawking se cree que es causada por las fluctuaciones cuánticas cerca del horizonte de sucesos, pero su naturaleza exacta sigue siendo objeto de debate debido que sugiere que los agujeros negros no son completamente negros, sino que emiten energía y eventualmente se evaporan. Esto contradice la intuición inicial de que los agujeros negros son objetos absolutamente oscuros que no emiten nada, y ha sido objeto de intensa investigación en la física teórica desde su proposición.
Las teorías y propuestas acerca de la relación de los agujeros negros con la gravedad cuántica han sido altamente discutida. Como es conocido, la gravedad cuántica es la teoría que describe cómo la gravedad interactúa con las partículas subatómicas, pero todavía no se ha encontrado una teoría completa que combine la relatividad general de Einstein con la mecánica cuántica. Los agujeros negros son una de las áreas donde estas dos teorías parecen estar en conflicto, y comprender su relación puede ser clave para desarrollar una teoría unificada de la física.
Gracias al Telescopio espacial James Webb, un equipo de astrofísicos capitaneado por Adam Carnall, del Real Observatorio de Edimburgo, acaba de detectar por primera vez cómo un agujero negro supermasivo en la galaxia GS-9209 apagó la actividad de su galaxia anfitriona.
Los científicos señalaron que parece que creció lo suficiente como para convertirse en un cuásar, lo que llevó a una intensa actividad en la galaxia. Después de un estallido inicial, el agujero negro parece haber cerrado abruptamente la actividad de la galaxia GS-9209.
Este hallazgo sugiere que a medida que un agujero negro crece, puede emitir radiación que calienta y excita la materia circundante, lo que a su vez puede afectar la formación estelar y otros procesos en la galaxia anfitriona. Es un área emocionante de la investigación astrofísica que probablemente seguirá siendo objeto de estudio en el futuro.
Gracias al desarrollo de nuevas tecnologías e instrumentos más complejos y modernos los investigadores han hecho avances significativos en su comprensión. Las misiones espaciales como el telescopio espacial Hubble y el Observatorio de Rayos X Chandra han proporcionado una gran cantidad de información sobre los agujeros negros y su entorno. Además, los avances en la teoría y la simulación han permitido a los físicos modelar y explorar los agujeros negros en una escala sin precedentes. A pesar de estos avances, queda mucho por aprender acerca de los agujeros negros y su impacto en el Universo. Las investigaciones futuras podrán dar respuestas a muchas preguntas fundamentales sobre la naturaleza del Universo y nuestra existencia dentro de él.
