lunes, 29 de junio de 2015

Sobre el origen del término 'agujero negro'

Gargantúa, el agujero negro de la película Interstellar. ©Warner Bros.

Apenas un mes después de que Albert Einstein publicase su teoría general de la relatividad en 1915, el físico alemán Karl Schwarzschild encontró una solución exacta a las ecuaciones del campo gravitatorio einsteniano en el vacío producido por un cuerpo esférico. Schwarzschild descubrió que su solución conducía a un resultado sorprendente: si el cuerpo celeste tuviese la masa suficiente y se redujese a un tamaño apropiado, su gravedad sería tan fuerte que ni siquiera la luz podría escapar. Aunque esta situación podía asimilarse al campo producido por el Sol, en el que se movían los planetas, nadie pensaba que un objeto así pudiera existir realmente en el universo.

A finales de la década de 1920, sin embargo, se empezó a conocer el ciclo vital de las estrellas. Y entonces la situación cambió. Cuando el hidrógeno de una estrella empieza a consumirse, el calor generado por la fusión nuclear disminuye y ya no compensa su peso; la estrella se enfría y se encoge. Al reducir su tamaño, los átomos se acercan más unos a otros, entrando en juego otro mecanismo para frenar esa contracción: la repulsión eléctrica de los electrones de los átomos. 

En 1930, un joven físico indio de 19 años, Subrahmanyan Chandrasekhar, calculó que si la masa de una estrella fuese aproximadamente 1,44 veces la masa del Sol, la atracción gravitatoria en la última fase de su vida sería tal que la repulsión entre los electrones de los átomos no sería capaz de frenarla. En algunos casos, estas estrellas llegarían a explotar con violencia en forma de supernova, o conseguirían desprenderse de la suficiente materia como para reducir su peso. De no ser así, la estrella se contraería y colapsaría debido a la atracción gravitatoria de sus componentes. 

¿Cómo llamar a este objeto colapsado gravitatoriamente? Dejemos que sea el físico estadounidense John Wheeler quien lo explique, tal y como lo cuenta en su autobiografía Geons, Black Holes and Quantum Foam (Norton, 1998).

John Archibald Wheeler (1911-2008) | Fuente

'En el otoño de 1967, Vittorio Canuto, director administrativo del Instituto Goddard para Estudios Espaciales de la NASA en el 2880 de Broadway, en Nueva York, me invitó a dar una conferencia para considerar posibles interpretaciones de las nuevas y sugerentes evidencias que llegaban de Inglaterra de los púlsares. ¿Qué eran estos púlsares? ¿Enanas blancas que vibraban? ¿Estrellas de neutrones en rotación? ¿Qué? En mi charla argumenté que debíamos considerar la posibilidad de que en el centro de un púlsar se encontrase un objeto completamente colapsado gravitatoriamente. Señalé que no podíamos seguir diciendo, una y otra vez, "objeto completamente colapsado gravitatoriamente". Se necesitaba una frase descriptiva más corta. ¿Qué tal agujero negro?, preguntó alguien de la audiencia. Yo había estado buscando el término adecuado durante meses, rumiándolo en la cama, en la bañera, en mi coche, siempre que tenía un momento libre. De repente, ese nombre me pareció totalmente correcto. Cuando, pocas semanas después, el 29 de diciembre de 1967, pronuncié la más formal conferencia Sigma Xi-Phi-Kappa en la West Ballroom del Hilton de Nueva York, utilicé ese término, y después lo incluí en la versión escrita de la conferencia, publicada en la primavera de 1968.'

Así fue, por tanto, cómo Wheeler introdujo el término 'agujero negro'. Era sugerente y su éxito fue inmediato, quedando asociado desde entonces a estos fascinantes objetos del universo. En la actualidad, el término ha traspasado los límites de la física, siendo aplicado en otros campos como la economía, la política o incluso en la vida cotidiana. Lo curioso de todo esto es que la explicación de Wheeler no era correcta, ya que un púlsar está impulsado por una estrella de neutrones, y no un agujero negro.

NOTA 1 : El primer párrafo ha sido modificado siguiendo el acertado comentario de Mario Herrero (@Fooly_Cooly) en Twitter (1 y 2).

NOTA 2: Como bien apunta Samuel Dalva (@SamuelDalva) en Twitter (1, 2 y 3), según Marcia Bartusiak el término ya se había empleado antes de Wheeler. Os recomiendo leer el primer artículo en papel en el que se menciona el término, 'Black Holes' in Space, publicado el 18 de enero de 1964. Que cada uno saque sus conclusiones.

NOTA 3: Esta entrada participa en la Edición LXII del Carnaval de la Física que organiza este blog.


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