Los agujeros negros son los gigantes del universo y ni siquiera la luz puede escapar de sus garras.
No es de extrañar, por tanto, que la ciencia ficción siempre haya estado fascinada por la pregunta: ¿qué pasaría si pasaras por uno?
Ahora, una supercomputadora de la NASA ha intentado responder a esta pregunta creando una simulación asombrosa.
“Simular estos procesos difíciles de imaginar me ayuda a conectar las matemáticas de la relatividad con las consecuencias reales en el universo real”, dijo en un comunicado Jeremy Schnittman, astrofísico del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA que creó la visualización inmersiva.
“Así que simulé dos escenarios diferentes, uno en el que una cámara (un sustituto de un atrevido astronauta) simplemente falla en el horizonte de sucesos y sale disparado, y otro en el que cruza el límite, sellando su destino”.
Para aquellos que no han visto la película de terror de ciencia ficción del mismo nombre de Sam Neil de 1997, “horizonte de sucesos” se refiere a la superficie del agujero negro y es el punto en el que nada puede escapar.
Y como la luz es la principal herramienta que utilizamos para investigar el universo, si no podemos ver luz desde el interior de un agujero negro, simplemente no podemos saber qué hay allí.
Esta, la primera fotografía jamás tomada de un agujero negro, muestra la luz curvada formando un anillo alrededor del agujero negro. (Colaboración del Telescopio Event Horizon)
Lo único que sí sabemos, basándonos en cómo se mueven la luz y la materia a través de los agujeros negros, es que el entorno gravitacional alrededor del horizonte de sucesos es extraordinario.
En algunos casos, cualquier cosa que se acerque demasiado a este límite es pulverizada en átomos por la extrema de las fuerzas involucradas, como Alerta científica notas.
El punto preciso en el que esto ocurre depende del tipo de agujero negro: los agujeros negros de masa estelar, que se encuentran repartidos por toda nuestra galaxia, tienen una masa de tres a docenas de veces la del Sol, mientras que los monstruos supermasivos, que acechan en los centros de La mayoría de las galaxias grandes, incluida la nuestra, pesan entre 100.000 y miles de millones de masas solares.
En cualquier caso, como dice Schnittman: “Si tienes la opción, querrás caer en un agujero negro supermasivo.
“Los agujeros negros de masa estelar, que contienen hasta unas 30 masas solares, poseen horizontes de sucesos mucho más pequeños y fuerzas de marea más fuertes, que pueden destrozar los objetos que se acercan antes de que lleguen al horizonte”.
Esto ocurre porque la atracción gravitacional en el extremo de un objeto más cercano al agujero negro es mucho más fuerte que la del otro extremo.
Cualquier objeto que comienza a caer se estira como fideos, un proceso que los astrofísicos llaman espaguetificación, como señala la NASA.
Para crear sus visualizaciones, Schnittman se asoció con el científico de Goddard Brian Powell y utilizó la supercomputadora Discover en el Centro de Simulación Climática de la NASA.
El proyecto generó alrededor de 10 terabytes de datos (equivalente a aproximadamente la mitad de todo el contenido de texto de la Biblioteca del Congreso de EE. UU.) y tardó unos cinco días en ejecutarse en sólo el 0,3 por ciento de los 129.000 procesadores de Discover. La misma hazaña llevaría más de 10 años en una computadora portátil típica.
Vídeo 360: Simulación de la NASA se sumerge en un agujero negroYouTube
El destino simulado es un agujero negro supermasivo con 4,3 millones de veces la masa de nuestro sol, equivalente al monstruo situado en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Su horizonte de sucesos abarca alrededor de 16 millones de millas (25 millones de kilómetros), o el 17 por ciento de la distancia de la Tierra al sol.
Está rodeado por una nube plana y arremolinada de gas caliente y brillante llamada disco de acreción, que sirve como referencia visual durante la caída.
La simulación también muestra estructuras brillantes llamadas anillos de fotones, que se forman más cerca del agujero negro a partir de la luz que lo ha orbitado una o más veces, así como un fondo del cielo estrellado visto desde la Tierra.
A medida que la cámara se acerca al agujero negro, alcanzando velocidades cada vez más cercanas a las de la propia luz, el brillo del disco de acreción y las estrellas del fondo se amplifica, de forma muy parecida a cómo aumenta el tono el sonido de un coche de carreras que se aproxima.
Su luz parece más brillante y blanca cuando se mira en la dirección de la marcha.
La visualización comienza con la cámara ubicada a casi 400 millones de millas (640 millones de kilómetros) de distancia, y el agujero negro llena rápidamente la vista.
Sin embargo, a lo largo del camino, el disco del agujero negro, los anillos de fotones y el cielo nocturno se distorsionan cada vez más, hasta formar múltiples imágenes a medida que su luz atraviesa el espacio-tiempo cada vez más deformado.
En tiempo real, la cámara tarda unas tres horas en caer hasta el horizonte de sucesos, ejecutando casi dos órbitas completas de 30 minutos a lo largo del camino.
Pero para cualquiera que lo observara desde lejos, nunca llegaría allí.
A medida que el espacio-tiempo se distorsiona cada vez más cerca del horizonte, la imagen de la cámara se ralentizaría y luego parecería congelarse apenas por debajo de ella. Esta es la razón por la que los astrónomos originalmente se referían a los agujeros negros como “estrellas congeladas”.
En el horizonte de sucesos, incluso el propio espacio-tiempo fluye hacia adentro a la velocidad de la luz: el límite de velocidad cósmica.
Una vez dentro, tanto la cámara como el espacio-tiempo en el que se mueve se precipitan hacia el centro del agujero negro, un punto unidimensional llamado singularidad, donde las leyes de la física tal como las conocemos dejan de aplicarse.
“Una vez que la cámara cruza el horizonte, su destrucción por espaguetificación está a sólo 12,8 segundos de distancia”, dijo Schnittman.
Desde allí, hay sólo 79.500 millas (128.000 kilómetros) hasta la singularidad. Este último tramo del viaje termina en un abrir y cerrar de ojos.
En el escenario alternativo, la cámara orbita cerca del horizonte de sucesos pero nunca lo cruza y escapa a un lugar seguro.
Si un astronauta volara una nave espacial en este viaje de ida y vuelta de seis horas mientras sus colegas de una nave nodriza permanecieran lejos del agujero negro, regresarían 36 minutos más jóvenes que sus colegas.
Esto se debe a que el tiempo pasa más lentamente cerca de una fuente gravitacional fuerte y cuando se mueve cerca de la velocidad de la luz.
Sin embargo, “esta situación puede ser aún más extrema”, admitió Schnittman.
“Si el agujero negro estuviera girando rápidamente, como el que se muestra en la película ‘Interstellar’ de 2014, regresaría muchos años más joven que sus compañeros de barco”.
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