Los agujeros negros se encuentran en el límite del conocimiento y la comprensión humana.
“Agujero negro” es una expresión que los humanos usan para representar una región extremadamente compacta del Universo: una porción del espacio-tiempo donde tanta masa está encerrada en un volumen tan pequeño, que forma el objeto más compacto que la mente humana puede imaginar.
¿Te imaginas poder comprimir todo el planeta Tierra entre tus dedos, hasta que se convierta en una bola tan grande como una pulgada? Bueno, en este caso, habrías hecho el planeta Tierra lo suficientemente compacto para convertirlo en un agujero negro.
Un agujero negro es un objeto cósmico tan compacto que puede desafiar nuestro concepto mismo de “compacidad”; y en realidad los agujeros negros dan forma a la realidad de una manera extremadamente fascinante.
¿Qué es la compacidad? Es un término utilizado para describir cuánta masa contiene un volumen. Cuanta más masa se comprima en un volumen dado, más compacto será el objeto resultante. Cuanto más pequeño sea el volumen de una masa dada, más compacto será el objeto resultante.
Nuestro espacio-tiempo (nuestra realidad) está curvado por la presencia de masa; cada cuerpo masivo, incluyéndome a mí, a ti, y a cada presencia terrenal, curva el espacio-tiempo. Cuanto más compacto es el cuerpo masivo en cuestión, más fuerte es la curvatura del espacio-tiempo resultante a su alrededor. Un agujero negro es una región del espacio-tiempo tan compacta, que la aceleración gravitacional ejercida cerca de sus bordes es infinita: ni siquiera la luz puede escapar de ella. Alrededor de un agujero negro, el espacio-tiempo es infinitamente curvo.
El “corazón” de un agujero negro, de hecho, es una singularidad espacio-temporal. Una singularidad es un punto infinito, una divergencia: un lugar que la mente humana no puede visitar con claridad. Nuestro espacio-tiempo es curvo, y es aún más curvo, cuanto más masa se encierra en un volumen pequeño. El espacio-tiempo alrededor de un agujero negro es tan curvo que ni siquiera la luz (¡muy ligera!) puede salir de él. Todo el espacio-tiempo está enrollado sobre sí mismo.
Los agujeros negros no tienen una superficie sólida: su borde se llama “Horizonte de Sucesos“. El Horizonte de Sucesos es la región del espacio-tiempo alrededor del agujero negro más allá del cual la atracción gravitacional es tan fuerte que no permite que ningún objeto escape: ni siquiera la luz. Por lo tanto, todo lo que entra en un agujero negro permanece dentro del agujero negro.
Esta es la razón por la que llamamos a estos objetos “agujeros negros“: porque no podemos ver nada proveniente de ellos, ni siquiera la luz; y porque cualquier cosa lo suficientemente cerca de ellos, nunca podrá escapar. Pero en realidad, los agujeros negros no son “negros”: los agujeros negros no tienen color o, podríamos decir, ¡tienen todos los colores del Universo! Simplemente no podemos ver estos colores, por definición del agujero negro en sí (los colores se transmiten por la luz: los colores son luz). Los agujeros negros ni siquiera son “agujeros”: más bien son picos infinitos de densidad en la estructura del espacio-tiempo del Universo. Esta es la razón por la cual varios agujeros negros pueden encontrarse y fusionarse, formando agujeros negros más grandes, ayudando así a formar las estructuras cósmicas que observamos en el Universo.
En general, los agujeros negros son objetos simples. Todos se parecen entre sí, y pueden describirse completamente solo por tres propiedades físicas: la carga eléctrica, la velocidad de rotación, y la masa. Además, afortunadamente para los humanos que se dedican al estudio de los agujeros negros cósmicos, en nuestro Universo la carga eléctrica de los agujeros negros es insignificante: por lo tanto, podemos concentrarnos en su velocidad de rotación (también llamada spin) y especialmente (porque más fácil de medir que el spin): en su masa.
El tamaño de un agujero negro depende principalmente de su masa. El horizonte de sucesos de un agujero negro con la masa equivalente a la masa del planeta Tierra tiene un par de centímetros de largo; pero un agujero negro con la masa de una estrella como nuestro Sol es tan grande como una metrópoli terrestre. ¡Los agujeros negros más grandes que conocemos son tan grandes como todo el Sistema Solar! Estos agujeros negros pueden contener una masa equivalente a la de decenas de miles de millones de veces la masa de nuestra estrella Sol.
Un agujero negro puede describirse como una singularidad espacio-temporal alrededor de la cual hay una región de no retorno, definida por el Horizonte de Sucesos.
