Capítulo 7: LOS AGUJEROS NEGROS NO SON TAN NEGROS (Páginas 148- 153)
Las observaciones del fondo de rayos gamma no
proporcionan ninguna evidencia positiva de la existencia de agujeros negros
primitivos, pero nos dicen que no pueden
haber más de 300 por cada año-luz cúbico en el universo. Este límite implica
que los agujeros negros primitivos podrían constituir como mucho la millonésima
parte dela materia del universo.
Al ser los agujeros negros primitivos así de escasos, parecería
improbable que existiera uno lo suficientemente cerca de nosotros como para
poder ser observado como una fuente individual de rayos gamma. Sin embargo,
dado que la gravedad atraería a los agujeros negros hacia la materia, éstos
deberían de estar, en general, alrededor y dentro de las galaxias. Así, a pesar
de que el fondo de rayos gamma nos dice que no puede haber, por término medio,
más de 300 agujeros negros primitivos pro años-luz cúbico, no nos dice nada e
cuántos puede haber en nuestra propia galaxia. Si hubiera, por ejemplo. Un
millón de veces más que por término medio, entonces el agujero negro más
cercano estaría a una distancia de unos mil millones de kilómetros, o,
aproximadamente, a la misma distancia que Plutón, el más lejano de los planetas
conocidos. A esta distancia, aún sería muy difícil detectar la emisión
estacionaria de un agujero negro, incluso aunque tuviera una potencia de diez
mil megavatios. Para observar los pocos cuantos que llegarían desde una
distancia como la de Plutón se requeriría un detector de rayos gamma mayor que cualquiera
de los que se han construido hasta ahora. Además, el detector debería de estar
en el espacio, porque los rayos gamma no pueden traspasar la atmósfera.
Para poder tener una probabilidad razonable de ver una
explosión antes de que la beca de investigación se nos acabe, tendremos que
encontrar un modo de detectar cualquier explosión que ocurra a menos de un
año-luz.
Un detector de rayos gamma capaz de encontrar agujeros
negros primitivos es la atmósfera terrestre entera. (De cualquier modo, “¡es
improbable que seamos capaces de construir un detector mayor!).
Aunque la búsqueda de agujeros negros primitivos
resulte negativa, como parece ser que puede ocurrir, aún nos dará una valiosa
información acerca de los primeros instantes del universo. Sólo el hecho de que
el universo primitivo fuera muy regular y uniforme, con una alta presión, puede
explicar la ausencia de una cantidad observable de agujeros negros primitivos.
La idea de la existencia de radiación proveniente de
agujeros negros fue el primer ejemplo de una predicción que dependía de un modo
esencial de las dos grandes teoría de nuestro siglo, la relatividad general y
la mecánica cuántica. Al principio, levantó una fuerte oposición porque
trastocó el punto de vista existente: “¿cómo puede un agujero negro emitir
algo?” Cuando anuncié por primera vez los resultados de mis cálculos fui
recibido con gran incredulidad. No obstante, al final, la mayor parte de los
científicos han llegado a la conclusión de que los agujeros negros deben radiar
igual que cuerpos calientes, si todas nuestras otras ideas acerca de la
relatividad general y de la mecánica cuántica son correctas. Así, a pesar de
que aún no hemos conseguido encontrar un agujero negro primitivo, existe un
consenso bastante general de que si lo encontráramos tendría que estar
emitiendo una gran cantidad de rayos gamma y de rayos X.
La existencia de radiación proveniente de agujeros
negros parece implicar que el colapso gravitatorio no es tan definitivo e
irreversible como se creyó. Si un astronauta cae en un agujero negro, la masa
de éste aumentará, pero con el tiempo la energía equivalente a esa masa será
devuelta al universo en forma de radiación. Así, en cierto sentido, el
astronauta será “reciclado”. Sería, de cualquier manera, un tipo irrelevante de
inmortalidad, ¡porque cualquier sensación personal de tiempo del astronauta se
habría acabado, casi seguro, al ser éste despedazado dentro del agujero negro!
Incluso los tipos de partículas que fueran emitidos finalmente por el agujero
negro serían en general diferentes de aquellos que formaban parte del
astronauta: la única característica del astronauta que sobreviviría sería su
masa o energía.
Las aproximaciones que usé para derivar la emisión de
agujeros negros deben de ser válidas cuando el agujero negro tiene una masa
mayor que una fracción de un gramo. A pesar de ello, fallarán al final de la
vida del agujero negro cuando su masa se haga muy pequeña. El resultado más
probable parece que será que el agujero negro simplemente desaparecerá, al
menos de nuestra región del universo, llevándose con él al astronauta y a
cualquier singularidad que pudiera contener, si en verdad hay alguna. Esto fue
la primera indicación de que la mecánica cuántica podría eliminar las singularidades
predichas por la teoría de la relatividad. Sin embargo, los métodos que otros
científicos y yo utilizábamos en 1974 no eran capaces de responder a cuestiones
como la de si debían existir singularidades en la gravedad cuántica. A partir
de 1975, comencé a desarrollar una aproximación más potente a la gravedad
cuántica basada en la idea de Feynman de suma sobre las historias posibles. Las
respuestas que esta aproximación sugiera para el origen y destino del universo
y de sus contenidos, tales como astronautas, serían descritas en los dos
capítulos siguientes. Se verá que, aunque el principio de incertidumbre
establece limitaciones sobre la precisión de nuestras predicciones, podría al
mismo tiempo eliminar la incapacidad de predicción de carácter fundamental que
ocurre en una singularidad del espacio-tiempo.
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