Un nuevo artículo describe un plan audaz: lanzar una nave espacial del tamaño de una oblea hacia el agujero negro más cercano y dejar que informe sobre la física más extrema del cosmos. El autor, el astrofísico Cosimo Bambi, de la Universidad de Fudan en Shanghái, sitúa la idea “a medio camino entre la ingeniería dura y la ciencia ficción”, pero también la vincula a una cronología. El hardware podría estar listo en veinte o treinta años, el viaje en aproximadamente setenta más, y la señal de retorno llegaría a la Tierra entre ochenta y cien años después del lanzamiento.
¿Por qué molestarse en visitar un agujero negro?
Los agujeros negros concentran la gravedad con tanta fuerza que nada, ni siquiera la luz, escapa. Ofrecen un banco de pruebas perfecto para la relatividad general de Albert Einstein, donde sus ecuaciones presentan las mayores dificultades. Los telescopios y los detectores de ondas gravitacionales ya insinúan que Einstein aún mantiene su influencia, pero las nubes de gas dispersas y los datos con ruido limitan la precisión de estas comprobaciones. Una misión de aproximación podría evitar este problema enviando instrumentos directamente al vacío prístino que rodea a un agujero negro solitario.
Actualmente, el campeón del “agujero negro más cercano conocido” es Gaia BH1 , un agujero negro latente de masa estelar a unos 1600 años luz de distancia en Ofiuco. Las estadísticas de Bambi sugieren que muchos agujeros negros se desplazan sin ser detectados mucho más cerca, posiblemente a tan solo 20 o 25 años luz de distancia. Detectar uno dependerá de trucos ingeniosos, como observar cómo se curva la luz estelar cuando un objeto invisible cruza nuestra línea de visión o captar tenues resplandores de radio del gas que el agujero absorbe.
“Han surgido nuevas técnicas para descubrir agujeros negros”, dice Bambi. “Creo que es razonable esperar que encontremos uno cercano en la próxima década”.
¿Cómo funcionará?
Los cohetes químicos se desplazan lentamente a escalas interestelares; su combustible es demasiado pesado. Bambi, en cambio, señala nanonaves: chips a escala de gramos unidos a velas ligeras de un metro de ancho. Un conjunto de láseres terrestres bombardearía la vela con fotones, impulsando la nave a aproximadamente un tercio de la velocidad de la luz en cuestión de minutos. Breakthrough Starshot, una iniciativa privada dirigida a Alfa Centauri (la estrella más cercana a la Tierra), se basa en la misma física.
A esa velocidad, una sonda podría recorrer 25 años luz en aproximadamente setenta y cinco años. Los datos científicos, transmitidos a través de la vela que actúa como antena parabólica, tardarían otro cuarto de siglo en llegar a la Tierra. Bambi describe tres experimentos que podrían transformar la ciencia de los agujeros negros.
Para confirmar la métrica de Kerr, los científicos enviarían dos sondas hermanas a orbitar el agujero negro a diferentes alturas y compararían sus oscilaciones de reloj y corrimientos al rojo. La coincidencia de los resultados mostraría si el espacio-tiempo circundante realmente sigue la predicción de Einstein.
Un segundo experimento, uno de los más emocionantes, observaría el horizonte de sucesos en tiempo real. Una sonda podría descender hacia la frontera invisible, y si su señal se desvanece exactamente como prevé la teoría, se reforzaría la presencia de un horizonte de sucesos clásico. Sin embargo, un corte repentino podría indicar la presencia de objetos más exóticos, como las “bolas de pelusa”.
La misión también buscaría cambios en las constantes de la naturaleza. Al examinar las transiciones atómicas cuyas energías dependen de la constante de estructura fina, las sondas podrían revelar si este número fundamental permanece fijo dentro de un campo gravitacional extremadamente fuerte.
El precio y la recompensa
Construir el conjunto láser hoy costaría alrededor de un billón de dólares, pero la nanonave en sí misma sigue estando en la lista de deseos de los ingenieros. Bambi señala, sin embargo, que los costos del láser están disminuyendo rápidamente y que otros proyectos de espacio profundo podrían compartir la misma base tecnológica.
Los críticos señalarán la espera centenaria para obtener resultados. La historia contraataca con dos ejemplos: las ondas gravitacionales predichas en 1916 y detectadas en 2015, y las siluetas de agujeros negros, puestas en duda en la década de 1970, pero fotografiadas en 2019. Si la hoja de ruta de Bambi se mantiene, los estudiantes de secundaria de hoy podrían envejecer leyendo un titular que comience con: “Acaban de llegar datos de una sonda que orbita un agujero negro…”.
“Puede parecer una locura, y en cierto sentido, más cercano a la ciencia ficción”, dijo Bambi. “Pero decían que nunca detectaríamos ondas gravitacionales porque son demasiado débiles. Lo hicimos, 100 años después. Se creía que nunca observaríamos las sombras de los agujeros negros. Ahora, 50 años después, tenemos imágenes de dos”.
Ese momento le brindaría a la humanidad la oportunidad de mirar más de cerca la extraña frontera donde el espacio, el tiempo y la materia se transforman en algo nuevo.
Los hallazgos aparecieron en la revista iScience.
Fuente: ZME Science.