Page 36 - La teoría del todo

Antes de 1970, mi investigación en relatividad general se había centrado
principalmente en la cuestión de si había habido una singularidad de big bang. Sin
embargo, una noche de noviembre de dicho año, poco después del nacimiento de mi
hija, Lucy, empecé a pensar en los agujeros negros mientras me iba a acostar. Mi

discapacidad hace de esto un proceso bastante lento, de modo que tenía mucho
tiempo. En esa fecha no había ninguna definición precisa de qué puntos en el espacio-
tiempo quedan dentro de un agujero negro y cuáles quedan fuera.
Había discutido con Roger Penrose la idea de definir un agujero negro como el

conjunto de sucesos desde los que no era posible escapar a una gran distancia. Esta es
ahora la definición generalmente aceptada. Significa que la frontera del agujero
negro, el horizonte de sucesos, está formada por los rayos de luz que se quedan a
punto de escapar del agujero negro. En lugar de ello, permanecen allí para siempre,

cerniéndose sobre el borde del agujero negro. Es como huir de la policía y conseguir
mantenerse un paso por delante pero no ser capaz de despegarse claramente.
De repente comprendí que las trayectorias de estos rayos luminosos no podrían
estar acercándose unas a otras porque, si lo hicieran, al final deberían tropezar. Sería

como si alguien más estuviera huyendo de la policía en dirección opuesta. Ambos
fugitivos serían atrapados, o, en el caso que nos ocupa, caerían en un agujero negro.
Pero si estos rayos de luz fueran engullidos por el agujero negro, no podrían haber
estado en su frontera. Por lo tanto, los rayos de luz en el horizonte de sucesos tenían

que estar moviéndose paralelamente o alejándose unos de otros.
Otra forma de verlo es que el horizonte de sucesos, la frontera del agujero negro,
es como el borde de una sombra. Es el borde de la luz que escapa a una gran
distancia, pero, igualmente, es el borde de la luz que muere en la sombra. Y si uno

mira la sombra arrojada por una fuente situada a gran distancia, como el Sol, verá que
los rayos de luz en el borde no se aproximan unos a otros. Si los rayos de luz que
forman el horizonte de sucesos, la frontera del agujero negro, nunca pueden

acercarse, el área del horizonte de sucesos podría seguir siendo la misma o aumentar
con el tiempo. Nunca podría disminuir, porque eso significaría que al menos algunos
de los rayos de luz en la frontera tendrían que estar aproximándose. De hecho, el área
aumentaría cada vez que materia o radiación cayeran dentro del agujero negro.
Supongamos, además, que dos agujeros negros colisionaran y se fusionaran para

formar un único agujero negro. Entonces el área del horizonte de sucesos del agujero
negro final sería mayor que la suma de las áreas de los horizontes de sucesos de los
agujeros negros originales. Esta propiedad de no disminución del área del horizonte

de sucesos ponía una restricción importante sobre el comportamiento posible de los
agujeros negros. Estaba tan emocionado con mi descubrimiento que casi pude dormir
aquella noche.
Al día siguiente llamé a Roger Penrose. Estuvo de acuerdo conmigo. De hecho,
creo que él era consciente de esta propiedad del área. Sin embargo, utilizaba una

definición de agujero negro ligeramente diferente. No se había dado cuenta de que las

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