Historia del descubrimiento de una realidad f¨ªsica apasionante

No hay nada m¨¢s hermoso en la ciencia que el momento eureka, ese momento en el que se encuentra la interpretaci¨®n de unos resultados, la f¨®rmula o el modelo que explica un fen¨®meno, y de repente todo cobra sentido. Para llegar a esos resultados la ciencia sigue un m¨¦todo, que podr¨ªa simplificarse en que se realiza una observaci¨®n, se formula una hip¨®tesis que trate de explicar esa observaci¨®n, se realizan unos experimentos y, si los experimentos confirman esa hip¨®tesis, se formulan leyes, ecuaciones, f¨®rmulas o modelos, y si no, se desecha la hip¨®tesis inicial y se busca otra. Lo mejor de todo es que una vez establecidas las leyes y descrito c¨®mo funciona el fen¨®meno, esas mismas leyes nos permiten hacer predicciones. Por ejemplo, gracias a la mec¨¢nica de Newton y a las leyes de Kepler pudimos predecir la existencia del planeta Neptuno antes de ser descubierto. Y en ciencia no hay nada m¨¢s hermoso que un experimento confirme una predicci¨®n experimental.

Uno de los descubrimientos que siguen las pautas marcadas por el m¨¦todo cient¨ªfico es el de los agujeros negros. En 1789, el cl¨¦rigo y ge¨®logo John Michell envi¨® una carta a la Royal Society en la que, bas¨¢ndose en las leyes de Newton, predec¨ªa la existencia de objetos tan densos que ni siquiera la luz pudiera escapar de ellos, y de hecho calculaba que un cuerpo con una densidad 500 veces superior a la del Sol atrapar¨ªa toda la luz y, por tanto, ser¨ªa invisible. El astr¨®nomo franc¨¦s Pierre-Simon Laplace, una d¨¦cada despu¨¦s, lleg¨® a una intuici¨®n similar. En 1915, Einstein publica la teor¨ªa de la relatividad general que explica c¨®mo funciona la gravedad. Esta teor¨ªa la lee el f¨ªsico Karl Schwarzschild, que mientras estaba en las trincheras participando en la Primera Guerra Mundial descubri¨® que en el marco de esas ecuaciones exist¨ªa la posibilidad de producir acumulaciones de masa que produjeran una gravedad tan alta que nada pudiera escapar de ellas, ni siquiera la luz. Sin embargo, durante mucho tiempo se pens¨® que no era m¨¢s que una curiosidad matem¨¢tica, y no una realidad f¨ªsica.

No hay nada mejor que decir que algo es imposible que exista, pero que es matem¨¢ticamente posible, para picar la curiosidad de muchos cient¨ªficos. En 1930, Subrahmanyan Chandrasekhar demostr¨® que, a partir de una determinada masa, llamada masa cr¨ªtica, se podr¨ªa producir un colapso debido a la gravedad y que ninguna fuerza ser¨ªa capaz de contrarrestarlo. Se le puso un nombre con poco gancho, ¡°estrella con un colapso gravitatorio completo¡±, aunque coexist¨ªa con otros nombres como estrella oscura, singularidad esf¨¦rica o estrella congelada, esta ¨²ltima denominaci¨®n utilizada por los astr¨®nomos de la Uni¨®n Sovi¨¦tica. En 1969, durante una reuni¨®n de cosm¨®logos en Nueva York, John Wheeler acu?¨® el nombre de agujero negro. Aunque no est¨¢ clara cu¨¢l fue la inspiraci¨®n parece hacer referencia al ¡°agujero negro de Calcuta¡±, un calabozo en el que los hind¨²es mantuvieron retenidos a los prisioneros brit¨¢nicos en condiciones de hacinamiento en 1756, lo que provoc¨® la muerte de muchos de ellos.

A medida que aumentaba nuestro conocimiento sobre el ciclo de vida de las estrellas, qued¨® claro que los agujeros negros son una realidad f¨ªsica. El descubrimiento de los p¨²lsares, que ser¨ªan colapsos de estrellas, pero que no han alcanzado la masa suficiente para ser un agujero negro, sigui¨® dando argumentos de que habl¨¢bamos de una realidad f¨ªsica que exist¨ªa en el universo y no de una mera especulaci¨®n matem¨¢tica. Luego pudimos detectar el efecto de lente gravitatoria que produce un agujero negro debido a que su inmensa gravedad es capaz de desviar la luz de las estrellas de la misma manera que una lente de vidrio desv¨ªa la luz del sol. Y finalmente, en 2019, tuvimos la primera imagen de un agujero negro. Concretamente el situado en el centro de la galaxia M87, que tiene unas 6.500 veces la masa de nuestro Sol. Habr¨ªa que decir que un agujero negro, por definici¨®n, es invisible ya que la luz no escapa de ¨¦l. Pero podemos ver la sombra del agujero entre los fotones y el gas caliente del centro de la galaxia. Por lo que 100 a?os despu¨¦s, lo que era una soluci¨®n para las ecuaciones de Einstein acaba convertido en una realidad f¨ªsica, demostrando que las predicciones eran correctas. ?Acaso hay mayor belleza en el universo que esperar serenamente 100 a?os para confirmar un modelo matem¨¢tico? ¡ªeps

J. M. Mulet es catedr¨¢tico de Biotecnolog¨ªa.