Los agujeros negros, donde el tiempo se detiene

Fabián Romo Proaño
pegazi51@netscape.net

EN LAS CERCANIAS DE VEGA

Esta es una historia descrita en el libro BLACK HOLES & TIME WARPS - EINSTEIN'S OUTRAGEOUS LEGACY de Kip S. Thorne, la cual nos traslada a la cercanías de un Agujero Negro (AN) para verificar la Relatividad de Einstein, donde nunca antes se había experimentado, por lo que todos los miembros de la tripulación estaban nerviosos, luego de seis años de viaje hasta las cercanías de Vega, la estrella de la película Contacto de Carl Sagan.
Cuando una estrella de más de 3 masas solares colapsa, concentra toda su masa en un punto de tamaño cero llamado singularidad. A su alrededor se define un volumen de espacio, llamado AN del cual ni siquiera la luz puede escapar y la superficie que lo limita se llama Horizonte de Acontecimientos (HA).
Desde la nave se veían evidencias del AN, pues los átomos de gas interestelar que lejos del AN están fríos a solo 2,7 ºK, en las cercanías casi a la velocidad de la luz, están muy calientes y emiten Rayos X. En el centro se aprecia un círculo completamente negro. (Fig. 1)
La tripulación maniobró la nave a una órbita circular para explorar el comportamiento de la materia. Dentro del AN, los átomos deben viajar casi a la velocidad de la luz vibrando a altísimas frecuencias y despidiendo radiación en cantidades inconmensurables, pero nunca la podremos ver, pues nada puede cruzar el HA, hacia nuestro Universo.

DESCRIPCION DEL AGUJERO

La orbita es de 1 millón de kilómetros, la mitad de la orbita de la Luna y da una vuelta al AN cada 5 minutos y 46 segundos. Con esos datos calculan la masa del AN y resulta equivalente a la de 10 soles. La Gravedad, Forma y Tamaño de un AN son determinadas por la Masa, el Momento Angular y la Carga Eléctrica y se sabe que ningún AN podría tener mucha Carga Eléctrica, pues siempre tendería a neutralizarse atrayendo cargas de sentido contrario.
Cuando un AN gira distorsiona el espacio a su alrededor, pero al tratar de detectar el giro del AN, descubren que no lo hace, pues la mayor parte de partículas caen perpendicularmente, unas pocas giran en un sentido y otras en otro. Esto significa que su Momento Angular es casi cero. Con esos datos determinan que el HA es de 185 kilómetros de circunferencia. El radio no se lo puede determinar puesto que la distorsión del espacio-tiempo no lo permite. (F. 2)

EN LAS VECINDADES DEL HORIZONTE

Se envía una nave hacia el AN con el fin de investigarlo mediante un Láser de Color Verde. Uno de los parámetros que se mide es la Longitud de Onda, pues eso indica la Velocidad de Caída. Conforme una fuente de luz se aleja mas rápidamente, la longitud de onda se agranda. A esto se llama Corrimiento al Rojo.
A los 10 segundos de caída, la señal Láser indica que ha caído 2.630 Km a 530 Km/h. A los 20 segundos su velocidad es de 1.060 Km/h y ya ha caído 10.500 Km.A los 60 segundos, la velocidad es de 9.700 Km/h y ha caído 135.000 Km. A los 61 segundos cae a 13.000 Km/s y el HA esta a solo 14.000 Km de distancia. A los 61.7 segundos, la nave cae a 39.000 Km/s, una décima parte de la velocidad de laluz y el HA esta a solo 1.700 Km. Luego de esto el láser empieza a cambiar rápidamente pasando de verde a rojo, a infrarrojo, etc.
Este fenómeno sucede por que la Longitud de la Onda del Láser se agranda al alejarse la nave cada vez más rápidamente. A los 61.8 segundos la señal del Láserdesaparece cuando la nave casi a la velocidad de la luz cruza el HA, por lo que deciden que uno de ellos baje en una nave que se lanza a una órbita circular.

LA VISITA AL AGUJERO

Al reducir la velocidad, la nave baja a órbitas más pequeñas. Su objetivo es bajar a una órbita que sea solo 1 milésimo más grande que la del HA, para desde allí examinar los fenómenos que suceden en esa frontera del espacio-tiempo.
Cuando cae a una órbita de 100.000 kilómetros, nuestro amigo siente como que le estiraran jalándole los pies hacia abajo y la cabeza hacia arriba. Ese efecto es debido a la Fuerza de Marea o diferencia de la fuerza de gravedad, que es más fuerte en los pies que en la cabeza. Lo mismo pasa en la Tierra pero el efecto es tan pequeño que no lo podemos apreciar.
Cuando llega a una orbita de 20.000 kilómetros, la diferencia de gravedad entre pies y cabeza, es de 15 gravedades y se vuelve imposible resistir (Fig. 3), por lo que tiene que subir a la nave nodriza. Si se hubiera acercado mas, la Fuerza de Marea le hubiera destrozado.
Decepcionados por no haber logrado su objetivo, deciden viajar a un AN 100.000 veces más grande en el centro de la Vía Láctea, pues la física dice que mientras mas grande sea el AN, la Fuerza de Marea será más débil, pero ese viaje, que será la continuación de esta historia, constará en nuestra próxima entrega.