¿Qué pasa si me caigo en un agujero negro?

Los agujeros negros traen a todo el mundo de cabeza, y no es para menos. Las leyes de la física no nos sirven para describir lo que ocurre en el centro de estos cuerpos infinitamente densos y pequeños, así que es normal que mucha gente se pregunte qué nos pasaría si se nos ocurriera acercarnos demasiado a alguno de ellos. Al fin y al cabo, ¿de qué macabra manera podría terminar con nuestra vida algo que lleva al extremo las leyes de la física?

Vamos a repasar la “anatomía” de un agujero negro antes de abordar la cuestión.

Como comentaba en esta otra entrada sobre el choque entre dos agujeros negros, para que un agujero negro te arrastre hacia su interior sin remedio tienes que acercarte mucho a él. Es decir, que esa imagen Hollywoodiense de que, nada más entrar en su dominio gravitatorio, un agujero negro te absorberá como una aspiradora sin que puedas hacer nada para evitarlo  no tiene ningún sentido.

En realidad lo que pasa es que cuando estás en medio del espacio se puede considerar que el campo gravitatorio de cualquier objeto que esté tirando de ti proviene de un punto en su centro. Cuanto más te acerques a este punto, mayor será la fuerza gravitatoria que notarás. Pero, claro, normalmente la superficie de cualquier objeto te impide acercarte tanto como quieras a ese foco de gravedad. Es decir, que la máxima distancia que podrás acercarte a ese punto será la que te permita la superficie del planeta, satélite o lo que sea sobre lo que quieras ponerte de pie.

Pero los agujeros negros tienen masas tremendas concentradas en volúmenes diminutos. Una masa equivalente a la de una estrella puede estar concentrada en un punto minúsculo y es por eso que podemos experimentar una fuerza gravitatoria brutal cerca de un agujero negro: si comprimimos toda la masa de una estrella en un volumen tan pequeño, el campo gravitatorio que generará será el mismo, pero ya no habrá una superficie que nos impida acercarnos tanto como queramos al “foco” de la gravedad.

De hecho, la intensidad de la gravedad aumenta tanto cerca de ese foco que existe una distancia alrededor del agujero negro a partir de la cual ni siquiera la luz puede escapar de ella. Este es el llamado horizonte de sucesos que, de hecho, es lo que realmente aparece representado en la forma de un disco oscuro en las imágenes de agujeros negros.

(Fuente)

Nada que se encuentre más allá del horizonte de sucesos puede escapar del agujero negro: ni la luz, ni cualquier otro tipo de onda electromagnética. Es por eso que no tenemos manera de recibir información sobre la singularidad, el punto en el interior del agujero negro en el que se encuentra concentrada toda su masa.

Ahora que más o menos sabemos de qué va el tema, empecemos suponiendo que por casualidades de la vida terminas precipitándote de cabeza hacia el interior de un agujero negro.

Como ser vivo que eres puedes presumir de poseer un cuerpo y, por tanto, de tener volumen y masa… Algo que no es muy deseable cuando te precipitas hacia el interior un agujero negro porque será la causa de que sufras un fenómeno bastante desagradable: la espaguetización.

La intensidad de un campo gravitatorio aumenta según el cuadrado de la distancia a medida que te acerques al cuerpo que lo origina. La consecuencia de esto es que, en las inmediaciones de un agujero negro, acercarte sólo un poco más a él puede suponer una gran diferencia en la intensidad de la fuerza gravitatoria a la que vas a estar sometido. Es por eso que mientras te acercas al agujero negro el gradiente gravitatorio se vuelve tan intenso incluso a distancias cortas que llega un punto en el que la fuerza que tira de un extremo de tu cuerpo se vuelve mucho mayor que la que tira del otro.

Dicho de otra manera, llegará un momento en el que tu cabeza será atraída hacia el agujero negro con una fuerza mucho mayor que tus pies. El resultado: la gravedad te estirará en la dirección de la caída con una fuerza cada vez mayor y serás aplastado por los lados hasta que, eventualmente, termines convertido en un fino hilo de materia. De ahí que los astrónomos se refieran a este proceso como “espaguetización”.

Pero, Ciencia de Sofá, ¿podríamos sobrevivir a la espaguet…? No, no, es broma, continúa.

Qué chipa, voz cursiva. Pero, en realidad, aunque no tiene pinta de ser una manera muy agradable de morir, podemos consolarnos con este pensamiento: la teoría de la relatividad evitará que nuestros seres queridos presencien este desagradable espectáculo desde fuera.

Como ya había comentado en esta otra entrada sobre la película Interstellar (ojo, spoilers), cuando alguien está metido en un campo gravitatorio mucho más fuerte que otra persona, entonces el ritmo al que pasa el tiempo para ambos respecto al otro es distinto. Si, por ejemplo, ahora os mismo te metieras en una nave y fueras a dar vueltas alrededor de un agujero negro durante un año, dependiendo de a qué distancia de él lo hicieras, al volver a casa te encontrarías con que en la Tierra habría mucho más tiempo que el año que marca tu calendario. 5, 10, 100 años… Todo dependería de cuánto te atrevieras a acercarte al monstruo.

Esto significa que una persona que pudiera ver desde una distancia segura cómo eres arrastrado hacia un agujero negro vería cómo te mueves a “cámara lenta”, cada vez más despacio cuanto mayor fuera la intensidad gravitatoria que actúa sobre ti. En otras palabras, si llevaras un reloj gigante atado a la espalda mientras caes hacia el interior de un agujero negro, un observador externo vería cómo sus agujas se irían moviendo cada vez más despacio hasta que, al llegar al horizonte de sucesos, donde la velocidad necesaria para escapar es la misma que la de la luz, las vería detenerse por completo. Y, de ahí en adelante, cualquiera que pase cerca del agujero negro te verá ahí paralizado y espaguetificado, como un monumento eterno dedicado a la gente a la que le da por hacer cosas absurdas.

Esperad, mejor no os creáis del todo esto último. La verdad con esta viñeta me he flipado un poco para poder meter una gracia.

Aunque sí que quedaría tu imagen paralizada para siempre en el límite del agujero negro, en realidad desde fuera no te verían eternamente congelado en el momento anterior a tu paso a través del horizonte de sucesos. Esto se debe a que mientras un objeto se acerca hacia el agujero negro una cantidad de luz cada vez menor consigue escapar hacia el espacio. Esto se traduce en que, desde fuera, la luminosidad del objeto irá disminuyendo mientras cae hacia un agujero negro porque cada vez una mayor cantidad de luz es absorbida por él. Al llegar al horizonte de sucesos, toda la luz queda capturada. O sea que, en realidad, mientras caes hacia el agujero negro un observador externo vería cómo te vas oscureciendo cada vez más mientras te estiras y ralentizas a medida que te acercaras al horizonte de sucesos… Hasta que llegue un punto en el que toda la luz reflejada por tu cuerpo es absorbida por el agujero negro y desaparecerás de su vista.

Curiosamente, desde fuera también verán cómo adoptas una tonalidad rojiza a medida que te oscureces debido a que la intensa gravedad “estiraría” las ondas de luz que salen de tu cuerpo, haciendo su longitud de onda más larga.

Un momento pero, ¿cómo de espaguetificado podrías llegar hasta un agujero negro? Quiero decir, ¿podrías llegar hasta horizonte de sucesos en un estado más o menos reconocible o serías simplemente un cordón de materia amorfa?

Buena pregunta, voz cursiva, porque aquí hay que hacer una distinción: según la masa del agujero negro en el que te metas, te podrían llegar a ver cruzar el horizonte de sucesos con vida.

Hasta ahora he estado suponiendo que hablamos de un agujero negro con una masa pequeña (del orden de unas 30 veces la del sol, como mucho), de los que se forman durante la explosión de una estrella. Pero existe otra clase de agujeros negros que se encuentran en el centro de las galaxias, los agujeros negros súpermasivos, que pueden contener en su interior la masa equivalente a miles de millones de estrellas. Estos agujeros negros son muy masivos pero tan grandes que, proporcionalmente, son menos densos que los agujeros negros pequeños.

Es por eso que, mientras gravedad de un agujero negro pequeño podría destrozarte mucho antes de que llegaras a tocar el horizonte de sucesos, la fuerza gravitatoria de un agujero negro súpermasivo no sería suficientemente intensa como para hacer lo mismo hasta que te encontraras en su interior.

Me hubiera gustado haber podido calcular a qué distancia de un agujero negro se produciría la “muerte por espaguetización”, pero no he encontrado ningún dato que ofrezca la resistencia global del cuerpo humano a la tracción. Nos tendremos que conformar con un ejemplo de Wikipedia en el que se explica que una cuerda de 1 metro de longitud capaz de resistir 10.000 N (el peso ejercido por unos 1.000 kg a nivel del mar en la Tierra) se rompería a una distancia de unos 320 kilómetros de la singularidad de un agujero negro de 10 masas solares, que tiene unos 30 kilómetros de diámetro. O sea, mucho antes de llegar al horizonte de sucesos. En cambio, en un agujero negro de 10.000 masas solares la cuerda no se rompería hasta encontrarse a una distancia de 3.200 kilómetros de la singularidad, siendo el diámetro del horizonte de sucesos de unos 30.000 kilómetros.

O sea, que cerca de un agujero negro pequeño mis amigos me verían convertido en una angula justo antes de desaparecer de su vista, pero si cayera en un agujero negro súpermasivo me podrían ver cruzar el horizonte de sucesos de una pieza.

Correcto, VC.

Poh balla.

Llegados a este punto, ya hemos cubierto lo que verían los demás al verte caer por un agujero negro. Pero, ¿qué verías tú? Resulta que desde tu punto de vista no quedarías suspendido en el limbo del tiempo para siempre.

Desde tu perspectiva, verías tu reloj de pulsera seguiría funcionando al ritmo normal mientras te acercaras hacia el agujero negro y cruzaras el horizonte de sucesos. Supondremos ahora que estás hecho de un material indestructible que te permite adentrarte en las profundidades del agujero negro sin ser espaguetizado. ¿Qué experimentarías al acercarte a un agujero negro y cruzar el horizonte de sucesos?

En esta página web de la Universidad de Colorado lo explican muy bien. Y han hecho un vídeo que os ayudará a visualizar el proceso mucho mejor.

A medida que te acercaras hacia el agujero negro verías la luz del cielo deformada por la gravedad por encima de ti volviéndose cada vez más y más brillante. El brillo de las estrellas y las galaxias parecería aumentar cada vez más debido a que la gravedad estaría reduciendo la longitud de onda de toda la radiación electromagnética que llega hacia ti, haciendo visibles muchas cosas invisibles como la radiación infrarroja o la radiación de fondo de microondas.

Pero, al atravesar el horizonte de sucesos, la cosa cambiaría.

A primera vista da la impresión de que si echaras la vista hacia atrás después de atravesar el horizonte de sucesos deberías ver algo parecido a la caída a través de un túnel: el universo formando un círculo que iría menguando a medida que te adentraras en las profundidades del agujero negro. Pero esto no es correcto porque un agujero negro no es un agujero de verdad.

En realidad, seguiríamos viendo el agujero negro bajo nuestros pies como si no hubiera pasado nada porque, recordemos, el horizonte de sucesos es sólo una zona a partir de la cual la luz no puede salir, pero sigue entrando de todas maneras. Un fenómeno extraño tendría lugar en este momento: el horizonte quedaría dividido en dos. Bueno, no dividido, más bien aparecería un segundo horizonte, un anti-horizonte, un fenómeno ilusorio que serían las remanentes de la luz que había sido generada durante la explosión de la estrella que creó el agujero negro, pero extremadamente desplazada hacia el rojo.

Más allá del horizonte de sucesos, la fuerza gravitatoria es muchísimo más intensa y nuestra imagen del cielo cambiaría. La luz parecería más azulada en el “horizonte” que por encima de él, donde tendría una tonalidad más rojiza. De nuevo, la gravedad sería la responsable de este fenómeno, ya que en los lugares más cercanos a la singularidad (debajo de nosotros) la longitud de onda de la luz estaría siendo reducida, volviéndola más azulada.

(Fuente)

Y este sería el paisaje que te tocaría mirar hasta alcanzar la singularidad central. El tiempo que tardarías en llegar hasta ella dependería de la masa del agujero negro a través del cual hubieras saltado. Tardarías unos segundos en alcanzarla en un agujero negro pequeño, de unas pocas masas solares, pero podrías llegar a pasar horas viajando tras el horizonte de sucesos hasta alcanzar la singularidad central de un inmenso agujero negro súpermasivo.

Y después de esto, se acabó lo que se daba. Tu viaje terminaría bruscamente sin que te encontraras en ningún momento cara a cara con la singularidad central porque en realidad esa singularidad no es un punto en el espacio que puedas señalar con el dedo. Es un lugar donde las leyes de la física fallan, así que no podemos saber con seguridad qué es lo que pasa ahí dentro pero, como dicen en el artículo de la Universidad de Colorado, la singularidad sería “una frontera tridimensional donde la teoría de la relatividad general se suicida“.

Si no hubiéramos supuesto que te habías vuelto indestructible, a estas alturas ya hace rato que estarías espaguetificado y muerto. De todas maneras, suponiendo que fueras muy fuerte, pero no indestructible, serías desintegrado justo una décima de segundo antes de alcanzar la singularidad central del agujero negro.

Esta última parte del artículo puede sonar un poco extraña en texto, de manera que recomiendo que veáis el vídeo que os he comentado antes. Está en inglés, eso sí. Y aquí termino bruscamente la entrada: espero haberos convencido de que meterse en un agujero negro no es muy buena idea.

 

 

Por cierto, ¿sabéis qué es capaz de atraeros con más fuerza que un agujero negro y tiene la ventaja de que no os va a espaguetizar? El precio del libro que…

Otra vez no, por favor… 🙁

Ciencia de Sofá tiene un libro nuevo, “Las 4 fuerzas que rigen el universo“, donde hablo sobre cómo las cuatro fuerzas fundamentales dan forma a nuestro universo, su descubrimiento y su efecto sobre nuestras vidas. Por otro lado, el libro “viejo” (“El universo en una taza de café“) va por la tercera edición y ahora vuelvo a ofrecer suscripciones a la revista de National Geographic así que, si os interesa alguna de estas propuestas, podéis acceder a una entrada donde las explico con más detalle haciendo click sobre la siguiente imagen 🙂