Descubre el vídeo creado por la NASA que desvela lo que verías si cayeras en un agujero negro

Nanda Rea, profesora de investigación del CSIC en el Instituto de Ciencia del Espacio de Barcelona, explica a ABC que en esta visualización faltaría mostrar la radiación de Hawking, que establece teóricamente que los agujeros negros son capaces de emitir energía, perder materia o desaparecer.

Y el otro detalle es que en este vídeo el agujero negro es estático cuando en realidad debería girar. Pero esto, afirma Rea, complicaría enormemente los cálculos, de modo que simplificaron los parámetros para hacer un vídeo ante todo divulgativo, que pretende poner al público en la piel de un astronauta que vive una experiencia única.

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En los vídeos de la NASA, Rea señala que se emplean los efectos de la teoría general de la relatividad de Einstein. Se trata de un ejercicio de creatividad combinada con los conocimientos que hasta el momento tenemos para crear algo similar a lo que ya veíamos en la película 'Interestelar'. Las imágenes que se ven en forma de disco y el cielo de fondo se transforman, llegan a duplicarse o a generar imágenes especulares hipnóticas.

«La gente suele preguntar sobre esto, y simular estos procesos difíciles de imaginar me ayuda a conectar las matemáticas de la relatividad con las consecuencias reales en el universo real», comenta en la web de la agencia espacial, Jeremy Schnittman, astrofísico del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA y responsable de las visualizaciones.

En este caso hablamos de un agujero negro de gran tamaño, 4,3 millones de veces la masa de nuestro Sol, que pretende parecerse al que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, de nombre Sagitario A*. De hecho, el equipo del Telescopio Horizonte de Sucesos (Event Horizon Telescope - EHT), en 2022, nos enseñaban unas primeras imágenes de este corazón de la Vía Láctea, compartidas en este vídeo.

Partiendo de estas referencias se crearon dos escenarios diferentes, «uno en el que una cámara-que adopta el papel de un astronauta- simplemente no alcanza el horizonte de sucesos y sale disparada, y otro en el que cruza el límite, sellando su destino». De esta forma, Schnittman, junto con el científico Brian Powell, invirtieron unos cinco días en terminarlos, cuando hace tan solo unos años, con la tecnología disponible para la potencia de cálculo, hubieran tardado una década.

Schnittman explica que 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, es decir fuerzas gravitacionales, más fuertes, que pueden destrozar los objetos que se acercan antes de que lleguen al horizonte...Los objetos que caen se extienden como fideos, un proceso que los astrofísicos llaman espaguetificación», afirma.

El horizonte de sucesos del agujero negro tiene unos 25 millones de kilómetros, que equivale casi al 17% de la distancia entre la Tierra y el Sol. con el telón de fondo de un cielo estrellado, podemos ver en el vídeo una nube plana y arremolinada de gas caliente y brillante llamada disco de acreción, que es la estructura naranja- lo rodea y sirve como referencia visual durante la entrada.

En la vida real, Rea apunta que pudo observarse el disco de acreción de Sagitario A* con el Telescopio del Horizonte de Eventos, en 2019, y este es igual.

En cambio, Rea explica que lo que nunca se ha visto es el anillos de fotones, que se forman más cerca del agujero negro a partir de la luz que lo ha orbitado varias veces. Y esto es así porque la resolución de los instrumentos aún no son tan precisas como para conseguir verlos. 

Cuanto más cerca del agujero negro tenemos velocidades cercanas a las de la luz. El brillo del disco de acreción y las estrellas del fondo aumentan de la misma forma en que lo hace el sonido de un coche de carreras cuando se va aproximando. Con una luz blanca y brillante. «Las imágenes se multiplican o distorsionan cuando la luz atraviesa un espacio-tiempo cada vez más deformado», detallan los expertos de la agencia.

La agencia destaca que en tiempo real, la cámara tardaría unas tres horas en caer al horizonte de sucesos. Pero para cualquiera que fuese testigo de esto a lo lejos, como explica Rea, vería que la cámara nunca llega allí. «A medida que el espacio-tiempo se distorsiona estando más cerca del horizonte, la imagen se ralentizaría y luego parecería congelarse», matiza la NASA.

Rea cuenta a ABC que cuando uno viaja con una cierta velocidad alrededor de un objeto con masa, el tiempo de alguna forma cambia dependiendo del tipo de campo gravitacional en que uno está. «Y esto vale para cualquier cosa, hasta para los aviones. Entonces, claro, cuando estamos alrededor de un agujero negro, este efecto es enorme y la diferencia de tiempo es muy grande entre el que mira a lo lejos, para el que todo pasa lentamente, en comparación con el que está entrando en el agujero, para el que las cosas pasan muy rápido».

Una vez dentro, la cámara y el espacio-tiempo en el que se mueve se van precipitando hacia el centro del agujero negro, un punto unidimensional que recibe el nombre de singularidad, «donde las leyes de la física tal como las conocemos dejan de operar», afirma la NASA.

Schnittman establece que cuando la cámara cruza el horizonte, su destrucción, por lo que antes hemos llamado espaguetificación, está a sólo unos segundos de distancia. Y la imagen se funde en negro.

Rea detalla que en este caso lo que pasa es que la gravedad que uno siente en sus pies es mucho más alta de la gravedad que siente sobre su cabeza, porque la gravedad va como la distancia al cuadrado. «Pero, qué pasa, que en nuestro caso en la Tierra, esta gravedad es tan pequeña que esa diferencia no se nota. Ni lo sentimos. Pero si estás en un agujero negro supermasivo, esta gravedad es mucho más grande y se nota la diferencia entre en tus pies y tu cabeza. Entonces ese efecto te estira y te quedas como un espagueti«.

En otro escenario, la cámara orbita el horizonte de sucesos, pero nunca lo cruza. Las estructuras en la dirección de la marcha, en el centro de la simulación, se iluminan mucho a medida que aumenta la velocidad. A los 46 segundos, la cámara se acerca más al horizonte de sucesos, alcanzando el 60% de la velocidad de la luz.

«Si un astronauta volara en una nave espacial en un viaje de ida y vuelta alrededor del agujero negro regresaría 36 minutos más joven que sus colegas situados en una nave nodriza que hubiera permanecido muy lejos del agujero negro«, apunta la NASA. Porque el tiempo pasa más lentamente cerca de una fuente gravitacional fuerte y cuando se mueve cerca de la velocidad de la luz.

Esto es lo que intenta explicar Schnittman cuando dice que «si el agujero negro estuviera girando rápidamente, como el que se muestra en la película 'Interstelar'-el osado astronauta- regresaría muchos años más joven que sus compañeros de tripulación».

Rea alaba ambos vídeos, y señala que todavía hay muchos misterios en torno a los agujeros negros, «el más grande es de qué están hechos. Qué tipo de materia hay allí, lo cierto es que no tenemos ni idea«. Y estos enigmas hasta que se resuelvan seguirán generando especulaciones. El mérito de la NASA ha sido intentar acercar a todos un fenómeno tan complejo como fascinante.