Semana de los agujeros negros

La historia de los agujeros negros es fascinante. En 1793 J. Michell fue el primero en concebir un astro tan denso que ni siquiera la luz pudiera escapar, pero fue A. Einstein quien, usando la teoría de Newton, calculó el desvío de la luz producido por un cuerpo masivo. En 1915, Einstein descubrió la Relatividad General y mostró que ésta predecía que la atracción de la luz por el Sol era el doble de la predicha por la teoría de Newton. En el famoso eclipse de 1919, el equipo dirigido por A. Eddington midió este fenómeno, dando soporte a la teoría de Einstein. En 1916 Karl Schwarzschild, encontró una solución de agujero negro estática a las ecuaciones de Einstein y no fue sino hasta 1963 que Roy Kerr logro encontrar el caso rotante, que describe extremadamente bien todos los agujeros negros observados. La solución de Schwarzschild tiene dos singularidades, y una de ellas es propia de la parametrización que se usó para encontrarla, tal como la singularidad que aparece al asignar latitud y longitud al Polo Norte. La latitud del Polo Norte es 90° N, pero ¿cuál es su meridiano? ¡Todos! Este no es un problema del Polo Norte, sino una deficiencia en las coordenadas que usamos para localizarlo. Esta simple idea permitió entender el real significado de la solución de Schwarzschild en los 60s. 

El termino agujero negro, fue popularizado en un artículo de 1969 por John Wheeler y Remo Ruffini. La investigación teórica y fenomenológica de estos astros tuvo grandes hitos durante las décadas siguientes: la evidencia de un agujero negro en el centro de la mayoría de las galaxias; agujeros negros acompañando a estrellas masivas como fuentes de rayos X; el descubrimiento de S. Hawking de su radiación cuántica; y muchos otros.

El 2015 detectamos la primera onda gravitacional generada por la fusión de agujeros negros por la colaboración LIGO-Virgo, lo que nos permitió “ver” agujeros negros de manera directa, en el espectro gravitacional. En el 2019, la colaboración EHT nos mostró la primera imagen de un agujero negro en el espectro electromagnético, la de M87* y luego en el 2022 la de SgrA* en el centro de nuestra Vía Láctea. 

Es impresionante que una consideración puramente teórica, como la solución de Kerr, describa todos estos objetos de forma tan precisa. 

La historia no termina ahí. Desde 1998, usamos los agujeros negros para estudiar propiedades complejas de sólidos y plasmas, usando la dualidad AdS/CFT descubierta por el físico argentino Juan Maldacena. Este marco conceptual nos ha permitido aplicar la física de estos astros a la viscosidad de “sopas” de quarks y gluones, y a la predicción de nuevas fases de la materia. 

La historia nos muestra que los agujeros negros pasaron de ser una curiosidad matemática, a objetos de relevancia para la evolución y el entendimiento del Universo. Las sorpresas continuarán.