Page 25 - La teoría del todo

La denominación «agujero negro» tiene un origen muy reciente. Fue acuñada en 1969
por el científico norteamericano John Wheeler como descripción gráfica de una idea
que se remonta al menos a doscientos años atrás. En aquella época existían dos
teorías sobre la luz. Una decía que la luz estaba compuesta de partículas; la otra, que

estaba hecha de ondas. Ahora sabemos que en realidad ambas teorías son correctas.
Por la dualidad onda/partícula de la mecánica cuántica, la luz puede considerarse
tanto en términos de ondas como de partículas. La teoría según la cual la luz estaba
hecha de ondas no dejaba claro cómo respondería a la gravedad. Pero si la luz

estuviera compuesta de partículas, cabría esperar que estas fueran afectadas por la
gravedad de la misma forma que lo son las balas de cañón, los cohetes y los planetas.
Basándose en esta hipótesis, un profesor de Cambridge, John Michell, escribió un
artículo en 1783 en las Philosophical Transactions of the Royal Society of London.

En dicho artículo señalaba que una estrella que fuera suficientemente masiva y
compacta tendría un campo gravitatorio tan intenso que la luz no podría escapar.
Cualquier luz emitida desde la superficie de la estrella sería frenada por la atracción
gravitatoria de la estrella antes de que pudiera llegar muy lejos. Michell sugería que

podría haber muchas estrellas así. Aunque no podríamos verlas porque su luz no nos
llegaría, seguiríamos sintiendo su atracción gravitatoria. Tales objetos son lo que
ahora llamamos agujeros negros, porque eso es lo que son: vacíos negros en el
espacio.

Unos años más tarde, y al parecer independientemente de Michell, un científico
francés, el marqués de Laplace, hizo una sugerencia similar. Llama la atención que
Laplace la incluyó solamente en la primera y la segunda edición de su libro,
Exposición del sistema del mundo, y la excluyó de ediciones posteriores; quizá

decidió que era una idea disparatada. De hecho, no es realmente consistente tratar la
luz como las balas de cañón en la teoría de la gravedad de Newton porque la
velocidad de la luz es fija. Una bala de cañón disparada hacia arriba desde la Tierra

será frenada por la gravedad hasta que finalmente se detendrá y caerá al suelo de
nuevo. Un fotón, sin embargo, debe continuar hacia arriba a velocidad constante.
Entonces, ¿cómo puede afectar la gravedad newtoniana a la luz? No hubo una teoría
consistente del efecto de la gravedad sobre la luz hasta que Einstein formuló la
relatividad general en 1915; e incluso entonces hubo que esperar mucho tiempo antes

de que se dedujesen las implicaciones de la teoría para las estrellas masivas.
Para entender cómo podría formarse un agujero negro, tenemos que entender
primero el ciclo vital de una estrella. Una estrella se forma cuando una gran cantidad

de gas, fundamentalmente hidrógeno, empieza a colapsar sobre sí mismo debido a su
atracción gravitatoria. A medida que el gas se contrae, los átomos colisionan entre sí
cada vez con más frecuencia y a velocidades cada vez mayores; el gas se calienta.
Con el tiempo, el gas estará tan caliente que cuando los átomos de hidrógeno
colisionen ya no rebotarán unos en otros, sino que en su lugar se fusionarán para

formar átomos de helio. El calor liberado en esta reacción, que es similar a una

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