El Nobel de Física 2020, en cinco claves

Un agujero negro es una masa tan pesada que puede doblar el espacio y el tiempo. Es un concepto tan abstracto que incluso Albert Einstein , el responsable de teorizar acerca de estos «monstruos» creados por la explosión de estrellas gigantes, no tenía claro que existieran en realidad . Son tan voraces que no solo son capaces de atrapar la luz -de ahí que no se puedan ver a simple vista-, sino también la materia y el propio espacio-tiempo en su interior.

Además, los hay de varios tipos y tamaños. Como los supermasivos , en los centros de las galaxias (incluido Sagitario A*, que «observaron» por primera vez Ghez y Genzel ), bestias gigantescas que pueden tener millones, o incluso miles de millones de veces más masa de la que tiene el Sol. También los hay de tamaño planetario , formados cuando las estrellas más grandes y pesadas explotan como supernovas . Se supone que existen también los de masa intermedia , ni tan grandes como los supermasivos ni tan pequeños como los planetarios. Y luego están los agujeros negros primordiales , que según algunas teorías, deberían haberse formado en enormes cantidades durante el Big Bang y cuyo rango de tamaños va desde lo microscópico (con masas de menos de un kilogramo), a los pocos metros, con masas inferiores a las de una estrella. «No sabemos qué hay dentro de un agujero negro y eso es lo que los hace tan fascinantes», afirmaba Ghez durante la rueda de prensa posterior al anuncio del Premio Nobel de Física 2020.

La relación de los agujeros negros con la teoría general de la relatividad de Albert Einstein , aportación de Roger Penrose gracias a ingeniosos métodos matemáticos. El físico describió con detalle estos objetos, que esconden una singularidad en la que cesan todas las leyes conocidas de la naturaleza. Y el hallazgo de uno de ellos en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, descubrimiento de Ghez y Genzel.

El trabajo de Penrose sobre agujeros negros se considera la contribución más importante a la famosa teoría general de la relatividad desde Einstein. Ghez y Genzel nos han permitido saber qué hay en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y por qué las estrellas se comportan allí de forma insólita. Han logrado desarrollar métodos e instrumentos para ver a través de las enormes nubes de gas y polvo interestelar hasta el centro galáctico.

La mayor parte de las aplicaciones de los hallazgos realizados por los premiados con el Nobel de Física 2020 están relacionadas con el campo de la teoría: sirven de base para otras muchas investigaciones y sobre todo para la comprensión del universo. Por ejemplo, están detrás de la primera imagen tomada de un agujero negro supermasivo en M87 , una galaxia a 55 millones de años luz de nosotros. Ahora mismo hay investigaciones en curso para poder observar Sagitario A*. «Yo creo que no se tardarán más de cinco años , es tan solo una cuestión técnica que sabemos cómo resolver», contaba a ABC Antxón Alberdi , director del Instituto de Astrofísica de Andalucía y uno de los organismos involucrados en la histórica instantánea.

Pero bajando a la Tierra, el conocimiento proporcionado por los descubrimientos de estos galardonados ha servido para sentar las bases de aplicaciones más «mundanas», como las herramientas de navegación (como el GPS) o los primeros ordenadores cuánticos, el futuro de la informática.

A pesar de que cada uno de los hallazgos premiados supuso un enorme empujón para la astrofísica, aún quedan muchas preguntas en el aire. Por ejemplo, Roger Penrose demostró, efectivamente, que los agujeros negros son una consecuencia directa de la teoría general de la relatividad de Einsten. Pero en la gravedad infinitamente fuerte del agujero negro -en su interior-, esta teoría deja de aplicarse. Desde hace décadas, los científicos intentan reconciliar la teoría de la relatividad con la mecánica cuántica , la otra gran e igualmente exitosa teoría de nuestro tiempo, que explica el mundo subatómico. Pero, de momento, los esfuerzos han sido en vano.

Por otro lado, el trabajo pionero de Reinhard Genzel y Andrea Ghez ha abierto el camino para nuevas generaciones de pruebas mucho más precisas para poner al límite la teoría general de la relatividad y sus predicciones más extrañas. Lo más probable es que estas mediciones también puedan proporcionar pistas para nuevos conocimientos teóricos que incluso refuten las teorías actuales. El universo tiene muchos secretos y sorpresas por descubrir.