PijamasurfEl insondable misterio de los agujeros negros --¿portales dimensionales, fábricas de universos, atajos cósmicos?-- es abordado en un viaje de matemáticas psicodélicas, hacia lo más profundo de la madriguera del conejo ontológico, donde yacen los secretos de la creación.
Los agujeros negros probablemente sean el misterio más grande del universo, la región que trasciende la luz física y la luz del entendimiento, singularidades que ponen en jaque nuestra descripción de la realidad. Como la muerte para la biología —el punto en el cual lo demás es silencio—, los agujeros negros para la cosmología constituyen la gran frontera. Y al mismo tiempo ejercen una fascinación casi mística —como la vagina de una diosa sideral— evocando todo tipo de teorías. ¿Son agujeros de gusano para viajar en el tiempo o hacia otros universos? ¿Son máquinas cósmicas en las que se crean otros universos? ¿Son la raíz abstracta de la divinidad, la pijama negra de Brahma?
Pocas personas en el planeta han estudiado más a los agujeros negros e imaginado su significado, desde la física y la filosofía, que el profesor Andrew Hamilton de la Universidad de Colorado. Hamilton conoce no solo las ecuaciones de la mecánica cuántica y de la relatividad que confluyen en la singularidad de un agujero negro, se ha internado también, por medio de la imaginación y las simulaciones computarizadas —de regreso al vientre cósmico—, en estos extraños objetos que desafían las leyes de la física creando una serie de modelos visuales de lo que teóricamente sucede al interior del hermético horizonte de sucesos, algo que equivale a intentar viajar al vórtice de la muerte y regresar con imágenes de lo que hay del otro lado.
Journey into and through a Reissner-Nordström black hole from Andrew Hamilton on Vimeo.
Los agujeros negros son en esencia objetos que han colapsado en sí mismos, creando una succión gravitacional tan intensa que su interior se separa del resto del universo. El límite exterior de un agujero negro, conocido como un horizonte de eventos, es un punto sin retorno. Una vez dentro, nada, ni siquiera la luz, puede escapar. En su centro hay una especie de núcleo conocido como singularidad que es infinitamente pequeño y denso (una descripción que cabe para el instante antes del Big Bang), lo cual desafía las leyes de la física. Un lugar donde nada puede escapar es un lugar donde tampoco podemos mirar.
Este interior, como el silencio de Wittgenstein, es el reino de lo extraordinario, de lo místico. Hamilton imagina en la entrada de un agujero negro una cascada de tiempo-espacio derramándose sobre el horizonte de eventos hacia una zona interna en la que “toda la luz y la materia que ha caído desde el inicio del universo al agujero negro se amontona en una tremenda colisión, generando un remolino de energía y un rayo de luz cegador, infinitamente brillante” (para aquellos que describen una luz al final del túnel, cuando coquetan con la muerte, más allá esta meta-luz brilla como millones de soles al final del universo, en su eternidad instantánea).
Los agujeros negros podrían contarse entre las primeras estructuras del universo, influyendo en la formación de galaxias como la nuestra. Se cree que todas las galaxias de un tamaño considerable albergan agujeros negros gigantes en su centro (miles de millones de veces la masa de nuestro Sol). Agujeros negros más pequeños (frecuentemente del peso de vario soles) son el resultado de la muerte explosiva de estrellas ultrabrillantes (como si fueran los portales del espíritu de estos astros); en nuestra galaxia existen unos 100 millones de estos objetos.
Hamilton cree que los agujeros negros son como baúles del tesoro en los que yacen los secretos fundamentales del cosmos, incluyendo posiblemente el secreto de la creación del universo. Este astrofísico considera que un agujero negro puede ser concebido como el reverso del Big Bang: en vez de explotar hacia afuera de un punto infinitesimal, vomitando la materia y la energía y el espacio para dar a luz al cosmos, un agujero negro jala y comprime todo hacia dentro en un único punto de infinita densidad. Y en un agujero negro o en un Big Bang, ese punto último —la singularidad— es donde todo empieza y donde todo parece terminar. La diferencia, que desborda la conciencia de implicaciones, es que el Big Bang ocurrió hace 13.7 mil millones de años y los agujeros negros son abundantes y prácticamente ubicuos, están aquí. Es decir, podríamos estar viviendo en una insondable red de universos o, mejor dicho, un multiverso que no podemos comprender del todo, pero que en cierta forma nos atraviesa, nos entreteje ontológicamente
Journey into a Schwarzschild black hole (plain) from Andrew Hamilton on Vimeo.
Hamilton empezó a hacer visualizaciones de los agujeros negros al advertir que su clase reaccionó con inusitado interés cuando utilizó imágenes de la película Stargate para ilustrar su exposición de estos objetos. Primero incorporó una interfaz diseñada para videojuegos a la cual le fue aplicando soluciones basadas en las ecuaciones de Einstein para producir simulaciones de agujeros negros. Poco a poco fue haciendo más complejo el proceso hasta llegar a tener paquetes de software de más de 100 mil líneas de código.
Engarzando la mecánica cuántica con la relatividad, Hamilton propuso la analogía de una cascada chocando con un abismo para el horizonte de eventos. Uno se puede acercar de manera segura al borde de una cascada, pero una vez que se acerca demasiado, no obstante cuán fuerte se resista, será succionado al precipicio. De manera similar un agujero negro tiene una cascada de espacio-tiempo en su horizonte de eventos, en cuyo borde “el espacio está cayendo a mayor velocidad que la luz”.
Los agujeros negros, notó Hamilton, no caen aisladamente: átomos, luz, materia oscura y demás son devorados por el voraz vacío. Un agujero con carga tiene una segunda frontera —un horizonte interno— dentro del horizonte de eventos que define su límite externo. Este horizonte externo puede ser el lugar más violento y energético del universo, “una inestabilidad inflacionaria” en la que todo crece exponencialmente pero que no puede sostenerse y colapsa en sí mismo.
Las visualizaciones de Hamilton incluyen el caso de un agujero negro que rota (ya que todo objeto conocido en el universo — tú, todos tus átomos, los planetas y tal vez el universo mismo— están rotando). Cuando una partícula cae a un agujero negro y se acerca al horizonte interno, según su modelo matemático, se divide en dos rayos altamente enfocados, como los de un láser. Si la partícula entra en dirección opuesta a la rotación del agujero negro, entonces se unirá al “rayo hacia adentro” que tiene energía positiva y se mueve hacia adelante en el tiempo. Pero si entra en la misma dirección de la rotación (o espín) del agujero negro, se unirá al “rayo hacia afuera”, que tiene energía negativa y se mueve hacia atrás en el tiempo.
Hamilton describe el horizonte interno como un poderoso acelerador de partículas, que dispara los rayos hacia afuera y hacia adentro a velocidades cercanas a la de la luz. Y una vez que el acelerador empieza jamás termina: cada vez más energía y gravedad. Las partículas son aceleradas a energías enormes, llegando, e incluso excediendo, al Big Bang. “¿Pero que hace la naturaleza con esta energía? ¿Se desperdicia?”.
Una posible consecuencia de esta conflagración energética podría ser la producción de mini agujeros negros, cada uno empezando de un tamaño inferior a un átomo. Un agujero negro podría contener un enjambre de mini agujeros negros ocultos detrás del horizonte de eventos, afectando la evolución del agujero negro superior. Estos agujeros negros se podrían combinar y crecer impidiendo el colapso de todo el sistema.
Otra posibilidad es que el acelerador de partículas interno de un agujero negro podría generar nuevos universos. Según ciertos modelos, nuestro universo se generó de una explosión de energía en otro universo preexistente. Algo similar podría ocurrir en un agujero negro, con un universo bebé formándose como una pequeña burbuja en el horizonte interior. Por un momento este joven universo estaría conectado a su “madre” por una especie de cordón umbilical, un pequeño agujero de gusano. Luego el universo bebé rompería su membrana para perseguir un destino propio totalmente removido de su universo madre. “Si hay un lugar donde se están creando nuevos universos, es probablemente dentro de los agujeros negros. Y esta zona inflacionaria, cerca del horizonte interno, es donde este proceso puede ocurrir”, dice Hamilton.
Journey through a Reissner-Nordström black hole (with grids) from Andrew Hamilton on Vimeo.
El término “agujero negro” (black hole) fue acuñado por el físico John Wheeler no precisamente porque estos objetos fueran como un agujero negro, más bien porque representaban, metafóricamente, un punto en el cual la ciencia se enfrentaba con un espacio oscuro que devora sus herramientas racionales. Antes de morir, el psiconauta Terence Mckennase definió a la muerte como un agujero negro, “un horizonte de eventos para la biología [...], el límite termodinámico de la información”, donde solo queda enfrentar el misterio sin la posibilidad de voltear hacia atrás. Curiosamente en su última entrevista con Erik Davis, sus últimas palabras para el público, parafraseó a Hiparco de Nicea, quien dijo que lo que más temía de la muerte era no poder seguir los últimos descubrimientos de la astronomía. “Esa es precisamente mi posición”, dijo Terence, próximo a sucumbir ante el cáncer. Lo interesante de esto es que el más profundo misterio de la vida, la muerte, y el más profundo misterio de la astronomía, los agujeros negros, parecen estar estrechamente ligados de una forma que trasciende nuestra razón, en una zona infranqueable para nuestra condición actual como seres vivos en este plano de realidad. Tal vez no solo como metáforas, sino como espejos cósmicos —como arriba es abajo— de los procesos que viven los hombres y las estrellas. Y al morir todos sabremos (sin poder jamás regresar y contar) lo que es atravesar un agujero negro, descubriendo el último misterio de la astrobiología.
