Cuásares, Agujeros Negros y otros Objetos Cósmicos. Parte III

En la parte II de este trabajo sostuve, que hipotéticamente podría resultar que dos Agujeros Negros – A.N – que engulleran pantagruélicamente todo lo que existe a su alrededor, se acercaran de acuerdo a la idea derivada de la teoría de la relatividad de Einstein…La explosión que resultara de este choque de A.N, expresado en radiación gravitatoria, crearía un fenómeno cósmico de tal potencia, que enviaría a uno de los A.N al espacio intergaláctico.

La pregunta del neófito, de aquellos que como este cronista se fascinan con estas descripciones, pero que le cuesta un mundo el poder dimensionarlo, hace aterrizar estas teorías y nos interrogamos, cuáles son las dichosas pruebas que permitan comprobar lo que la física teórica nos dice. Esto, pues resulta prodigioso que un astrónomo, un físico teórico, un científico, que se dedica a escudriñar nuestros orígenes , pueda afirmar, con tanta certeza, que los primeros Cuásares surgieron hace 14 mil millones de años. Esto, indudablemente, es algo difícil de comprender para el sentido común. ¿Cómo, en qué se basan los científicos para sostener sus teorías?

Uno de los caminos es aquel en que los científicos – estos cosmonautas teóricos – miden las distancias cósmicas de acuerdo con un procedimiento denominado Corrimiento Hacia el Rojo (1) vinculado en el punto específico que nos preocupa, al llamado Efecto Doppler, que tiene infinidad de aplicaciones en el estudio del universo. Esto, porque analizando la naturaleza y el tipo de corrimiento del cual hablemos y que experimenta la frecuencia de la luz al ser observada, podemos saber la distancia y la velocidad a la que se desplaza de nosotros un objeto concreto, situado a gran distancia. Lo señalado constituye uno de los pilares fundamentales sobre el cual se asienta el paradigma actual del denominado Big Bang. El corrimiento hacia el rojo es un proceso por el cual se mide la cuantía en que se ha ensanchado o enrojecido la luz de un objeto debido al Efecto Doppler (2) Así, el desplazamiento de un Cuásar hacia el rojo mide, no sólo el tamaño de este sino también su antigüedad y con ello cuan viejo era el universo cuando el primer Núcleo Galáctivo Activo – NGA – emitió su luz.

Parece una idea demencial. Si llegáramos, como simples mortales a observar un Cuásar, estaríamos prestando atención a una luz emitida hace miles de millones de años. Con ello se rompe cualquier concepción del tiempo que tengamos en mente. Al observar un Cuásar lo que estamos viendo es la génesis del universo, en la época en que este tenía un 80% menos l tamaño actual. Estamos observando una fresca y colosal explosión generadora del universo, observamos el pasado desde este presente y todo ello inquieta, al menos en mi caso particular. Sobre todo viniendo de seres humanos cuyo promedio de vida no sobrepasa los 70 años de media mundial actual.

¿Es posible tener un indicador de la presencia de los agujeros negros? Los estudios astronómicos señalan que esto es posible, ya que un A.N de gran masa atraería los cuerpos estelares, provocando una gran acumulación de estrellas, que crearían un nuevo N.G.A las estrellas cercanas al centro de núcleo describirían órbitas de enorme celeridad, probablemente antes de ser engullidas. Un A.N devora grandes cantidades de estrellas, incluidas en un radio crítico alrededor de su campo gravitacional , capaces de producir un cúmulo masivo de cuerpos estelares que giran rápidamente emitiendo un intenso fulgor. Las estrellas que son atraídas por un agujero negro se desgarran dramáticamente, parte del gas de ese cuerpo cae en el A.N, dando origen a una breve fulguración y emisión de partículas ionizadas posibles de medir. Al observar y medir ese brillo nos da otra prueba que lo negro existe luminosamente.

¿Existe otra manera de detectar la presencia de un agujero negro? los astrónomos señalan, que a un pico agudo en la curva de luz de una galaxia, resultante de la presencia masiva de estrellas, en la esfera de influencia del agujero -lo que se conoce en la terminología de Stephen Hawking como un horizonte de sucesos – es una buena prueba, un índice claro de su presencia pero… esta idea choca con la incertidumbre que sean otras las fuentes lumínicas en el centro de las galaxias. En ello surge con fuerza el que sea nubes de gases esas fuentes de energía. Un indicio más seguro de la existencia de un A.N, que estaría dado por la presencia de cuerpos estelares, que se mueven a enormes velocidades en el centro de las galaxias. El ensanchamiento de líneas entre el rojo y el azul – mientras más anchas estas líneas muchísimo mejor – señalarían la presencia de un A.N que ejercería influencia, para que un cuerpo se aleje o acerque a determinado lugar del espacio.

En 1975 los trabajos de la científica norirlandesa Jocelyn Bell Burnell (3) en momentos que realizaba su doctorado en la Universidad de Cambridge, Inglaterra, arrojó nuevas luces sobre la existencia de los agujeros negros, al descubrir objetos celestes que emitían impulsos regulares de ondas de radio, los denominados pulsares, que son estrellas de neutrones en rotación y que poseen un radio de apenas unas decenas de kilómetros, o solo una pequeña cantidad de veces el radio crítico en que una estrella colapsa hasta convertirse en un agujero negro. Fue un descubrimiento extraordinario y una carta de triunfo para los seguidores de los agujeros negros.

Jocelyn Bell. 1967 descubrimiento de un Pulsar.

A su vez el año 1979 los astrónomos del Instituto de Tecnología de Californiapeter Young y Wallace Sargent descubrieron, que a una distancia de 35 millones de años luz de la tierra, era posible encontrar un A.N en el centro de la llamada Galaxia elíptica gigante M87. Fue motivo de discusión durante la década de los 80 del siglo XX, hasta que a fines de ese decenio la Galaxia Andrómeda entrego a los ojos y cálculos escudriñadores la posibilidad de descubrir en su centro, un cúmulo brillantísimo de estrellas, que formaban un disco aplanado, que gira de tal forma que hace suponer la existencia de una masa central extremadamente densa.

La Galaxia M32 vecina de Andrómeda, alberga en su centro una masa de estrellas que se calcula en unos 5 millones de masas solares. Si seguimos la idea que una gran masa estelar en el centro de una galaxia indica la presencia de una enorme fuerza gravitatoria, entonces M32 posee en su centro un A.N, y que a su vez está siendo tragada por su voraz vecina. Por otra parte, la Galaxia Sombrero alberga también un N.G.A rodeando una masa que se estima en 1000 millones de masas solares. Claro está que todo esto no satisface completamente la necesaria certeza coma y para creer en la presencia de un agujero negro en el centro de las galaxias para los astrónomos, así como para los físicos teóricos como Stephen Hawking el restablecimiento de un cuerpo estelar y la repentina liberación de gases coma y es la señal más clara de la presencia de su soñado y extraño objeto cósmico.

El Físico Albert Einstein de nuevo irrumpe espectacular a la hora de mencionar estos distintos descubrimientos, ya que su teoría general de la relatividad predijo la morfología del destello, y si solo llegáramos a observar uno de estos ejemplares el genio alemán podría gritar ¡eureka! en su tumba de Princeton. El conocimiento de estos fascinantes objetos estelares no ayudará quizás a descontaminar nuestras ciudades castigadas por los gases por el ruido, por la contaminación ambiental o mejorar las desigualdades económicas y sociales que vivimos en este pedazo de mundo. Y menos impedir los incendios forestales que suelen arrasar con cultivos, pueblos, ciudades, pero creo, ciertamente, que conocer objetos tan enigmáticos y sorprendente tan lejanos, nos permite entender de mejor forma la vida y posibilidad de muerte de nuestra casa global, la universal, saber sobre sus génesis y su muerte abismal en un continuo ir y venir de Big Bang y Big Crunch (4) – aunque esto ya esté descartado por los estudios físico-teóricos. Y lo mencionado, tan solo eso es un aliciente más que fuerte para seguir interiorizándose sobre el tema.

Hace algunos años en Chile, un país alejado también de todos los centros globales económicos financieros políticos pero con enorme trascendencia desde el punto de vista de la observación y escucha del espacio – ya que se encuentran en su territorio importantes centros de observación tanto europeos como estadounidenses – a pesar de la pequeñez de nuestro planeta, los investigadores del Centro de Estudios científicos en ese momento en Santiago y hoy en la ciudad de Valdivia Jorge Zanelli, Claudio Teitelboim – hoy con nombre de Claudio Bunster – y Máximo Bañados sorprendieron a la comunidad científica internacional al expresar mediante la síntesis 2 + 1 – es decir dos dimensiones espaciales y el tiempo – y la expresión de la existencia de agujeros negros bidimensionales, en forma de disco, lo que facilitaría el estudio y el cálculo de problemas de estos objetos, a diferencia de los agujeros negros tridimensionales. Solución simple aparentemente, a problemas de enorme complejidad (5)

Los agujeros negros son verdaderamente sorprendentes, abstrusos, enigmáticos, no sólo por su conformación, sino por lo increíble de su génesis de desgarros estelares, colapsos y lucha, por no ser atraídos la negritud punto una verdadera batalla astral, que sucede a millones de años luz de nuestro pequeño aprendiz de agujero negro, que entra en esta batalla espacial con sus guerras suicidios colectivos y luchas por no ser fagocitados. Los agujeros negros, al igual que las esperanzas de los hombres se nos muestran bajo el fulgor radiante de su horizonte de sucesos. Esa frontera de la región del espacio tiempo desde la que no es posible escapar, sin antes desgajarse en una estela de acontecimientos. Y, en el camino de la densidad infinita y el conocimiento del final del tiempo, lo que viene a ser el deseo recóndito de nuestras pequeñas y míseras existencias.

Pablo Jofré Leal

Artículo para SegundoPaso ConoSur

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1. En realidad, las utilidades que se le pueden dar al corrimiento al rojo son bastante amplias, más si tenemos en cuenta que existen diferentes mecanismos de corrimiento al rojo, como es la expansión métrica del espacio, que ha servido para explicar los corrimientos al rojo espectrales en el caso de galaxias distantes, quásares o las nubes gaseosas intergalácticas entre otros fenómenos. Hay que tener en cuenta que, según el movimiento que realice un objeto respecto a un observador, el corrimiento espectral de la luz que recibe será de una naturaleza o de otra. Esto significa que, si observamos un objeto que se está alejando de nosotros, la luz que percibimos sufrirá un corrimiento al rojo proporcional a la velocidad y la distancia a la que se mueva el objeto en cuestión. Del mismo modo, en el caso de que un objeto se esté acercando hacia nosotros, lo que podremos observar será el efecto contrario en la luz. Es decir, un corrimiento hacia el azul en el espectro electromagnético. A este corrimiento de la frecuencia de la luz se le conoce en física como efecto Doppler. https://www.universidadviu.com/es/actualidad/nuestros-expertos/que-es-el-corrimiento-al-rojo-y-que-aplicaciones-tiene-en-astronomia
2. El efecto Doppler es el cambio en la frecuencia de una onda que se produce cuando el emisor está en movimiento. Es decir, el receptor, estando estático, percibe los cambios en las ondas según la distancia hasta el emisor, que está en movimiento.La primera referencia que tenemos sobre el efecto Doppler es el estudio realizado por el físico austríaco Christian Andreas Doppler, en 1842. En él, Doppler relata los cambios de tono en el sonido de una locomotora: se agudiza (aumenta su frecuencia) al estar más cerca, y se agrava (disminuye su frecuencia) al alejarse.Años después, en 1848, el físico francés Armand Hippolyte Louis Fizeau, descubrió que ocurría algo similar con las ondas electromagnéticas. Por este motivo, el efecto Doppler es también conocido como el efecto Doppler-Fizeau. https://www.oneair.es/que-es-el-efecto-doppler/
3. Jocelly Bell Burnell (Lurgan, 15 de julio de 1943) es una astrofísica nacida en Irlanda del Norte. Es conocida por haber descubierto un nuevo tipo de objeto: los púlsares. Mientras llevaba a cabo su doctorado en la Universidad de Cambridge, trabajó en la construcción de un radiotelescopio para estudiar los quásares – que habían sido descubiertos hacía poco – Con los instrumentos de los que disponía el radiotelescopio, Bell detectó un pequeño patrón en los registros de las lecturas. Descubrió que se trataba de un pulso regular, de aproximadamente uno por segundo. Lo denominó temporalmente LGM1 (Little Green Man 1, Hombrecillo verde 1) y finalmente identificó la fuente como una estrella de neutrones de rápida rotación: un objeto nuevo bautizado como “púlsar”. https://11defebrero.org/2017/01/01/jocelyn-bell-burner/
4. Algunos modelos cosmológicos del siglo XX consideraban la posibilidad de que el universo fuera cerrado, es decir, que contara con unas dimensiones finitas y por tanto con una masa total también finita. Estos universos cerrados presentaban la peculiaridad de que la fase de expansión – que correspondería al estado actual del cosmos – iba seguida en un futuro lejano por una fase de contracción, en la que los cúmulos de galaxias se aproximan unos a otros y la densidad del universo se incrementa paulatinamente en vez de descender como lo hace ahora. La evolución cósmica, en el marco de estos modelos, llevaba a un final del universo en forma de implosión catastrófica, un estado de densidad extrema simétrico a la fase primitiva de la Gran Explosión. La fase final de la etapa de contracción recibía a veces el nombre de Gran Implosión (Big Crunch). Hay que decir que estos modelos están descartados en la actualidad y que los estudios actuales son casi unánimes al apuntar a un modelo de universo en expansión permanente en el futuro. https://www.sea-astronomia.es/glosario/gran-implosion-big-crunch
5. Teitelboim _ actual Bunster – Zanelli y Bañados tomaron la acción de Einstein-Hilbert en 2 + 1 dimensiones, que describe las ecuaciones de Einstein en espacio vacío, e introdujeron una constante cosmológica. A partir de imponer estas ligaduras obtuvieron un modelo de agujero negro, con todas las características propias de un agujero negro en 3 + 1 pero con la facilidad que da trabajar en menos dimensiones. Dicho agujero negro pasó a llamarse BTZ. https://www.ugr.es/~bjanssen/text/TFG-EliVicente-corto.pdf