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Los agujeros negros son lo más potente y extremo del universo,
algo verdaderamente extraño y complicado.

¿Que nos pasaría si cayéramos dentro y cómo son realmente?

Debemos empezar por hablar del espacio y el tiempo,
que conforman el grandioso escenario donde se desarrolla la trama del universo.

Pero el espacio no es un escenario fijo y el tiempo no transcurre igual para todos en todas partes.

Esto es, son relativos.

La materia curva el espacio y el espacio curvo le dice a la materia cómo moverse.

Si agregamos algunas estrellas y planetas, se abomba por debajo.

El escenario deformado, con todas su pequeñas ondulaciones, genera la gravedad.

Los agujeros negros no solo curvan el escenario, son como trampillas.

Lugares con tanta masa que el universo forma una zona de "no pasar" donde las reglas cambian.

La mayoría de los agujeros negros se forman al morir estrellas gigantes.

Ya explicamos este proceso detalladamente en el video Estrellas de neutrones.

Ahora nos basta con saber que,
al final de su vida, el interior de las estrellas supergigantes implosiona a un cuarto de la velocidad de la luz aproximadamente,
comprimiendo tanta masa, tan cerca,
que crea algo de tal densidad que, en cierto modo, rompe el escenario del universo.

Un agujero negro con una masa de diez soles tendría un diámetro de apenas 60 kilómetros.

Mirar directamente a un agujero negro es como ver... nada.

El espacio que controla está bloqueado por un borde unidireccional e invisible denominado horizonte de eventos,
que forma un caparazón alrededor de una zona del espacio que,
una vez dentro, desaparece de la vista del universo para siempre.

La trampilla del agujero negro deforma tanto el espacio que ni siguiera la luz puede salir.

Y como nada se escapa para transmitir información sobre el interior, es imposible saber su aspecto.

Aunque podemos observarlos por el efecto que causan en la materia.

Hay astros que pueden orbitar alrededor de los agujeros negros como si fueran estrellas o planetas.

Fuera del horizonte de eventos de muchos agujeros negros hay discos de materia orbitando que pueden calentarse muchísimo,
ya que las órbitas cercanas son capaces de acelerarlos hasta la mitad de la velocidad de la luz,
con lo que la fricción y colisión de sus partículas sube la temperatura miles de millones de grados.

Por eso, es increíble e irónico lo que brilla el espacio alrededor de estos agujeros negros.

¿Qué pasaría si intentáramos acercarnos o incluso entrar en un agujero negro?

En primer lugar veríamos el espectáculo de espejos más extraño del universo.

La materia no es lo único que orbita un agujero negro:
la gravedad es tan fuerte que la luz también puede orbitar.

Si un aventurero sobrevolase cerca del horizonte de eventos,
en la esfera de fotones, se vería a sí mismo en cualquier dirección.

Vería delante la parte trasera de su cabeza ya que la luz a su espalda giraría por el agujero negro hasta sus ojos.

La gravedad también alteraría el paso del tiempo.

Cuanto mayor es la gravedad, más lento transcurre el tiempo.

Mientras nuestro explorador mire el universo acelerándose por encima de él,
quien lo observe de lejos lo verá a cámara lenta. Pero, al retirarse del agujero negro,
este valiente comprobará que en el resto del universo han pasado eones,
un rarísimo viaje unidireccional al futuro en el que todos sus seres queridos habrán muerto mucho antes.

Acercarse a un agujero negro puede ser increíblemente peligroso pues provoca una dolorosa muerte por "espaguetización".

Con los pies más cerca del agujero que la cabeza,
la gravedad les afecta más, tanto que tira muchísimo.

Cuanto más se desciende es peor: la fuerza aumenta y el cuerpo no para de estirarse hasta quedar reducido a un fino chorro de plasma caliente que el agujero negro traga con un sorbo final y desaparece para siempre.

La espaguetización solo es un riesgo en el caso de los agujeros negros menores,
que tienen un radio pequeño.

Si nuestro aventurero fuera al centro de la galaxia y localizara un agujero negro gigante,
podría cruzar el horizonte de eventos.

El observador que le viera aproximarse pensaría que nunca ha entrado,
que simplemente se ha parado y desvanecido.

Esto se debe a la última luz emitida que ha escapado del horizonte de eventos.

El explorador por su parte vería el vacío del agujero negro elevándose para recibirle puesto que la luz solo llegaría de pocas direcciones.

La negrura le rodearía hasta que lo único visible del universo fuera un diminuto punto de luz.

Dentro del horizonte de eventos el espacio y el tiempo estarían tan fatalmente rotos que sería posible viajar en el tiempo,
así que parece bueno que nada pueda salir.

Si algo escapara crearía todo tipo de paradojas temporales y problemas que destrozarían el universo.

El horizonte de eventos es espeluznante, sí, pero nos mantiene a salvo de ese drama.

Si sobrevive o no ya no importa, el futuro inmediato de nuestro valiente es la muerte por aplastamiento.

Dentro del horizonte de eventos el espacio-tiempo está tan doblado y deformado que cualquier dirección,
cualquier "adelante" solo lleva al centro del agujero negro.

Intentar ir a algún sitio solo lleva más deprisa al centro.

Para estar vivo lo más posible hay que no hacer nada pues en el centro del agujero negro está la singularidad:
un único punto infinitamente pequeño en el que se aplasta todo lo que cruza el horizonte de eventos.

No queda memoria de sus componentes pues todo desaparece por la trampilla del agujero negro para siempre.

La singularidad hace que todo sea igual.

De hecho rompe el universo de formas fascinantes.

Vamos a hacer un video dedicado a este problema con más información.

Pero, en resumen, todo lo que se acerca demasiado se vuelve materia de agujero negro concentrada en la singularidad.

Como carece de memoria del pasado, el agujero negro solo tiene tres propiedades:
masa, velocidad y carga eléctrica.

Todo lo demás se ha perdido.

Se parecen mucho a las partículas fundamentales,
es decir, todos los agujeros negros del universo son iguales,
aunque sus masas son distintas y algunos giran a más velocidad que otros.

Pero si colocáramos todas las singularidades en un museo mágico de la física,
serían idénticas, como electrones.

Y, al igual que con las partículas fundamentales,
mencionar las propiedades de las singularidades es el mejor modo de describirlas ya que es imposible representarlas con precisión.

Las teorías actuales sobre el universo, esto es, la relatividad general,
no son capaces de describirlas ni explicarlas.

La curvatura del espacio y la densidad se vuelven infinitas y nuestras reglas no tienen sentido.

La singularidad no tiene superficie ni tamaño,
es como un error de dividir por cero del universo.

Por eso quizás no existan las singularidades o sean algo totalmente distinto.

Esto es todo lo que sabemos ahora mismo,
la mejor predicción que tenemos de la mejor teoría actual del espaciotiempo.

Además, prácticamente todo lo que se dice de los agujeros negros, incluido lo de este video,
se refiere a agujeros negros teóricos que no giran ya que sus cálculos son mucho más fáciles.

Pero, dado que nacen de estrellas moribundas que giran rapidísimo en sus últimos momentos,
por lo que sabemos todos los agujeros negros del universo podrían estar girando ahora mismo.

A una velocidad altísima, de incluso hasta el 90% la velocidad de la luz.

Lo que supone que, en realidad, los agujeros negros son más complicados aún.

Las singularidades de los agujeros negros giratorios son todavía más salvajes.

La rotación hace que se desborden en una especie de singularidad de anillo.

Esta rotación es tan potente que arrastra al propio espacio y hace que alrededor de los agujeros negros se cree una región denominada ergosfera,
donde es imposible quedarse quieto.

Como un veloz remolino de espaciotiempo,
la marea es irresistible y el agujero negro obliga a orbitar, se quiera o no.

Bien.

Entonces, ¿qué pasará con los agujeros negros cuando el universo envejezca y muera a su alrededor?

Pues tampoco lo sabemos pero hay algunas ideas basadas en la física actual,
la radiación de Hawking.

En la teoría de campos cuánticos, el vacío del espacio bulle de fluctuaciones cuánticas.

Estas fluctuaciones crean pares de materia y antimateria de nada que solo existen un momento y después se aniquilan.

Si esto sucede cerca del horizonte de eventos de un agujero negro,
una de estas partículas podría caer dentro y evitar su aniquilación.

Esa partícula que escapa es la radiación de Hawking.

Al final, la masa de esta partícula deberá salir del agujero negro,
de modo que, tras eones, los agujeros negros se encogerán y radiarán hasta desaparecer.

La radiación de Hawking no es lo atrapado en el agujero negro, es algo nuevo que le roba masa.

A medida que el agujero negro se encoja,
la radiación de Hawking se volverá más fuerte e irá cada vez más rápido hasta evaporarse al final con un flash de radiación de alta energía,
como una bomba nuclear. Y después, nada.

Pero eso no pasará en muchísimo tiempo.

Un agujero negro con la masa de nuestro Sol tiene una vida de 1067 años.

Lo que significa que tardará 10 000 millones de billones de billones de billones de billones de años en perder un 0.0000001 % de su masa.

Pero la mayoría de los agujeros negros son mucho más grandes que nuestro Sol.

Los mayores de los supergigantes de los centros de las galaxias tienen una vida de 10 a la potencia de 100 años.

¿Cuánto es eso?

Imaginemos un reloj de arena en el que cada grano fuera una partícula del universo.

Cada 10 000 millones de años un grano caería al fondo.

Después de caer toda la arena, ni siguiera habría transcurrido un 1% de la vida de estos agujeros negros.

No hay ni un solo buen concepto que nos ayude a asimilar estas escalas temporales.

¿Entenderemos alguna vez qué son los agujeros negros de verdad?

¿Conoceremos a ciencia cierta lo que pasa en su interior?

Nadie lo sabe.

Solo podemos observar su exterior y es probable que las teorías actuales no describan bien su interior.

Pero no pasa nada por no saberlo todo.

Solo que queda mucho trabajo por hacer.

Los misterios por resolver y las grandes ideas son lo que motivan la ciencia, y aún hay muchos.

Lo único de lo que sí estamos seguros es que habrá mucho tiempo para pensar en los agujeros negros antes de que el último se desintegre.