"El Big Bang es parecido a un agujero negro pero al rev¨¦s"

Kip Thorne es uno de los mayores expertos del mundo en agujeros negros, esos objetos del universo tan populares seguramente por su violencia extrema, porque engullen para siempre cualquier cosa que se acerque demasiado, incluida la luz. A Thorne tambi¨¦n le gustan, y tiene sus motivos: "Me fascinan porque en ellos muchas leyes de la f¨ªsica que conocemos fallan, y as¨ª podemos aprender cosas nuevas de la naturaleza: para m¨ª, un agujero negro es un laboratorio donde estudiar c¨®mo se comporta el espacio". Le interesan, dice, las condiciones extremas del cosmos y, sobre todo, el inicio mismo del universo: si un agujero negro es una singularidad donde la gravedad m¨¢s intensa curva infinitamente el espacio-tiempo formando el pozo definitivo del que nada puede salir, el Big Bang es lo contrario, una singularidad de la que todo emerge.

"Me interesan las condiciones extremas, como el inicio del cosmos"

"Apost¨¦ con Stephen Hawking sobre si un objeto muy oscuro pod¨ªa emitir rayos X"

Thorne, de 70 a?os, estadounidense, f¨ªsico te¨®rico de Caltech (California), ha estado en Madrid para impartir una conferencia sobre El universo curvo, del ciclo Astrof¨ªsica y Cosmolog¨ªa de la Fundaci¨®n BBVA. Amigo y colega de Stephen Hawking, con el que hace apuestas sobre agujeros negros y las gana, Thorne est¨¢ metido tambi¨¦n en un proyecto cinematogr¨¢fico, una pel¨ªcula en la que no faltar¨¢n los agujeros y los ex¨®ticos, y solo te¨®ricos, agujeros de gusano.

Pregunta. ?Entienden los f¨ªsicos los agujeros negros a fondo?

Respuesta. Lo entendemos bien cuando se trata de un agujero negro est¨¢tico, en equilibro, gracias a la relatividad de Einstein. Pero no entendemos tan bien los agujeros negros en situaciones din¨¢micas, es decir, cuando colisionan, cuando rotan a gran velocidad... Los estudiamos con simulaciones y esperamos conocerlos mejor con los detectores de ondas gravitacionales, como el Ligo [que funciona ya en EE UU, en su fase preliminar].

P. ?Son todos iguales o hay agujeros negros de varios tipos?

R. Los hay de tama?os diferentes. Un agujero negro en equilibrio, en tanto que sea suficientemente grande para ser de tipo cl¨¢sico, es un objeto simple en que todas sus propiedades (como forma y tama?o) est¨¢n determinadas por su masa y su rotaci¨®n y se pueden calcular con la teor¨ªa de Einstein. Pero en los agujeros negros muy peque?os, como los que podr¨ªan hacerse en un acelerador de part¨ªculas, intervienen las leyes de la f¨ªsica cu¨¢ntica y pueden tener propiedades muy diferentes que solo ahora empezamos a comprender.

P. Pero no se pueden observar directamente.

R. Las simulaciones de ordenador y los telescopios nos permiten conocer muchas cosas del papel de los agujeros negros en el universo, pero las observaciones directas solo llegar¨¢n con los detectores de ondas gravitacionales [vibraciones del espacio-tiempo generadas en fen¨®menos como las colisiones de agujeros negros y que se propagan por el espacio].

P. ?Tambi¨¦n los agujeros de gusano?

R. Es que los agujeros de gusano probablemente no existen, son una idea te¨®rica, pero no hay nada en la naturaleza, que sepamos, que forme un agujero de gusano, mientras que conocemos bien procesos que forman agujeros negros, como una estrella masiva que se agota y se encoge hasta formar uno. Adem¨¢s, son objetos diferentes: un agujero negro es una singularidad donde todo se destruye, mientras que en un agujero de gusano no. De alguna manera, en teor¨ªa, un agujero de gusano conecta dos puntos del hiperespacio... por ejemplo, este lugar, en Madrid, estar¨ªa conectado con mi casa, en Pasadena.

P. Ser¨ªa un medio de transporte ¨®ptimo.

R. S¨ª, pero no tenemos motivos para pensar que se forman en la naturaleza, claro que tampoco hay ninguna ley que lo proh¨ªba. Tal vez una civilizaci¨®n mucho m¨¢s avanzada podr¨ªa construirlos artificialmente.

P. ?Cu¨¢l es el reto cosmol¨®gico que m¨¢s le interesa?

R. Lo m¨¢s emocionante es el nacimiento mismo del universo y los detectores de ondas gravitacionales, en los pr¨®ximos cinco o diez a?os, pueden ayudarnos a estudiarlo.

P. ?Quiere decir el aut¨¦ntico momento cero?

R. S¨ª. Las ondas gravitacionales nos pueden dar una imagen del inicio mismo. La teor¨ªa est¨¢ndar dice que el Big Bang es una fluctuaci¨®n de vac¨ªo e inmediatamente despu¨¦s una fase de inflaci¨®n que amplifica el proceso. Depende de los detalles, pero se puede conservar informaci¨®n del momento inicial. Se est¨¢ pensando construir un detector de ondas gravitacionales avanzado, el Big Bang Observatory, para ver directamente las ondas gravitatorias del nacimiento del universo y estudiar sus propiedades.

P. ?Tiene esto relaci¨®n con los agujeros negros?

R. En cierto sentido la singularidad del interior del agujero negro es como la singularidad del inicio del universo, pero con el tiempo invertido: en el Big Bang todo emerge de la singularidad, mientras el agujero negro todo lo engulle. Es como dar la vuelta al tiempo de la singularidad.

P. Y nada de antes del Big Bang.

R. Bueno... eso nos gustar¨ªa saber. Hay teor¨ªas muy especulativas sobre si se conservar¨ªa informaci¨®n de antes del Big Bang a pesar de la singularidad inicial. Tal vez en 20 o 30 a?os podamos abordar este asunto.

P. Creo que fue Stephen Hawking quien dijo que plantearse el antes del Big Bang es tan absurdo como preguntar qu¨¦ hay al norte del Polo Norte.

R. S¨ª. Stephen sostiene una idea del inicio del universo denominada sin fronteras. Es algo complicado: no define el inicio en funci¨®n de espacio-tiempo sino solo de espacio y en ese contexto no tiene sentido el antes del Big Bang, pero no sabemos si esa idea es correcta o no.

P. Usted ha hecho apuestas con Hawking y las ha ganado.

R. S¨ª, pero Stephen es un aut¨¦ntico l¨ªder mundial en agujeros negros. La primera apuesta fue en los a?os setenta acerca de si un objeto muy oscuro del universo podr¨ªa ser un agujero negro y emitir en rayos X. El objeto result¨® no ser realmente un agujero negro. Luego apostamos si la naturaleza permite que exista una singularidad desnuda, que sea observable desde fuera. Yo apost¨¦ que s¨ª, mientras que la mayor¨ªa de los cosm¨®logos sostiene que una singularidad est¨¢ siempre escondida dentro de un agujero negro, excepto la del Big Bang. Gan¨¦ la apuesta.

P. Y ahora, adem¨¢s, est¨¢ metido en una pel¨ªcula.

R. S¨ª, soy coautor, junto con otras tres personas. Es una historia de ciencia ficci¨®n con agujeros negros, agujeros de gusano, estrellas de neutrones... Y no, no puedo decirle de qu¨¦ trata, pero espero que est¨¦ lista en tres a?os. Adem¨¢s, quiero hacer una presentaci¨®n adjunta a la pel¨ªcula, explicando la ciencia que subyace. Mi objetivo es atraer a los j¨®venes brillantes hacia la ciencia.