¿Cómo sería una caída sobre un agujero negro?, ¿qué observaríamos al acercarnos a él? Y aún más, ¿qué destino final nos tendría reservado este objeto tan fascinante?
Ahora, gracias a unas potentes simulaciones realizadas por la NASA, tenemos una clara perspectiva visual de este fenómeno. Para ello, los investigadores utilizaron la supercomputadora Discover del Centro de Simulación Climática de la NASA, manejando una cantidad ingente de datos (alrededor de unos 10 terabytes, equivalente a 10 000 copias de la Enciclopedia Británica).
Para hacernos una idea de su alta velocidad de procesado, Discover completó estas simulaciones en unos cinco días, frente a las décadas de procesado que hubiera empleado un ordenador portátil al uso.
Simulación reciente de la caída de un cuerpo sobre un agujero negro supermasivo, atravesando su horizonte de sucesos. Créditos: NASA’s Goddard Space Flight Center/J. Schnittman and B. Powell.
El agujero negro supermasivo
Estas simulaciones comienzan con una cámara situada a unos 640 millones de kilómetros de distancia, algo menos que la separación entre el Sol y el planeta Júpiter, para acercarse progresivamente a un agujero negro supermasivo de 4,3 millones de masas solares (similar al monstruo situado en el centro de la Vía Láctea, Sagitario A*).
Durante su caída, un intrépido astronauta observaría con detalle una nube plana de gas caliente y brillante que rodea al agujero negro (y que le serviría como referencia visual): el disco de acreción.
Además, a medida que se va aproximando al horizonte de sucesos distinguiría anillos de luz brillantes (o anillos de fotones) formados por haces de luz que orbitan varias veces el agujero negro. Como colofón, un cielo estrellado, tal como sería visto desde la Tierra, completaría esta impresionante escena.
Acercándonos al anillo de fotones
Imaginemos entonces que nuestro astronauta salta sobre el agujero negro, grabando su caída con una cámara, mientras el resto de la tripulación observa la hazaña bastante alejada de la escena. En el mismo instante del salto, el astronauta y la tripulación tendrían sus relojes perfectamente sincronizados.
En su camino hacia lo desconocido, nuestro viajero iría ganando cada vez más velocidad (cercana incluso a la de la luz) y observaría el disco de acreción, los anillos de fotones y el cielo nocturno cada vez más distorsionados (formándose incluso múltiples imágenes, tal como se aprecia en la simulación).
Es más, el brillo del disco de acreción y las estrellas del fondo cósmico aumentarían considerablemente cuando el astronauta mirara en el sentido de la marcha, debido al conocido efecto Doppler.
Por otro lado, los relojes de la tripulación y el astronauta ya no estarían sincronizados, retrasándose unos 12 minutos el reloj de este último. Es decir, el tiempo transcurriría más lentamente para el astronauta que para sus compañeros.
La superficie de no retorno
“Abandonad toda esperanza, quienes aquí entráis”. Es la inscripción que Dante Alighieri describe en la puerta del infierno en la Divina Comedia, y que se ajusta muy bien a la definición del horizonte de sucesos de un agujero negro.
En efecto, unos 11 minutos después (en el reloj del astronauta), nuestro viajero atraviesa la superficie de no retorno. Aunque aún podría recibir imágenes del exterior, ninguna señal que enviara dentro del horizonte de sucesos llegaría a la tripulación.
El mero hecho de atravesar el horizonte de sucesos de un agujero negro supermasivo no supondría, en principio, ningún trauma para el astronauta. El problema vendría tal sólo unos 12,8 segundos después, cuando se produciría su muerte por espaguetificación. Esto es debido a que la atracción gravitacional en el extremo de un objeto más cercano al agujero negro es mucho más fuerte que la del otro extremo.
En este sentido, aunque puede parecer paradójico, un agujero negro estelar de unas 30 masas solares (como el recién descubierto Gaia BH3) sería aún más problemático que uno supermasivo, pues las fuerzas de marea serían más intensas y el astronauta sería destrozado antes incluso de que alcanzara el horizonte de sucesos.
¿Y qué observaría el resto de la tripulación? Simplemente diría que su atrevido compañero nunca ha atravesado la superficie de no retorno. En otras palabras, el astronauta tardaría un “tiempo infinito” (en el reloj de la tripulación) en cruzar el horizonte de sucesos.
Un vuelo rasante por el horizonte de sucesos
Pero también tendríamos buenas noticias, siempre y cuando fuera capaz de modificar la trayectoria inicial de su lanzamiento sobre el agujero negro. En tal caso, se aproximaría al horizonte de sucesos (sin atravesarlo) y luego escaparía a un lugar seguro.
Simulación reciente de la caída de un cuerpo sobre un agujero negro supermasivo, acercándose a su horizonte de sucesos, pero sin atravesarlo. Créditos: NASA’s Goddard Space Flight Center/J. Schnittman and B. Powell.
Entonces, si nuestro astronauta volara en un viaje de ida y vuelta de unas 6 horas de duración (en su reloj), regresaría 36 minutos más joven que el resto de la tripulación. Esto se debe a que el tiempo pasa más lentamente cerca de una fuente gravitacional muy intensa y cuando se mueve cerca de la velocidad de la luz.
El rejuvenecido viajero sobreviviría, no sufriría un episodio tan traumático como el anterior pero, sin duda alguna, sería una experiencia apasionante.
Óscar del Barco Novillo, Profesor asociado. Departamento de Física (área de Óptica)., Universidad de Murcia
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
