Curiosidades

La bautizaron Amaterasu, por la diosa japonesa del Sol. La detectó el Telescope Array —507 detectores repartidos por 700 kilómetros cuadrados del desierto de Utah— el 27 de mayo de 2021, y el análisis se publicó en Science en 2023. Es el segundo rayo cósmico más energético jamás registrado, por detrás de la partícula «Oh-My-God» de 1991, de unos 320 exaelectronvoltios.

Ninguna máquina humana se acerca ni de lejos a esas energías, y ahí está el problema: no sabemos qué las produce. A esas energías las partículas apenas se desvían por los campos magnéticos, así que deberían apuntar a su fuente. Amaterasu apunta hacia el Vacío Local, una región vecina prácticamente desierta de galaxias. O el origen es exótico, o entendemos peor de lo que creemos cómo se curvan sus trayectorias.

La cuenta sale del radio de Schwarzschild, 2GM/c², que indica hasta dónde hay que comprimir una masa para que ni la luz pueda escapar. Con la masa de la Tierra que figura en las fichas de la NASA, 5,972 × 10²⁴ kilogramos, el resultado es un radio de 8,9 milímetros: una canica. Para la masa del Sol salen 2,95 kilómetros de radio.

Más que una curiosidad, es una manera de ver hasta qué punto la gravedad es débil. Es con diferencia la más floja de las cuatro interacciones fundamentales, y por eso hace falta acumular tantísima materia en tan poco espacio para que domine sobre todo lo demás. No existe ningún proceso natural conocido capaz de comprimir un planeta así: los agujeros negros estelares se forman a partir de estrellas con muchas veces la masa del Sol.

Lo dice la NASA con todas las letras: los agujeros negros no aspiran nada. A cierta distancia, su gravedad es exactamente la misma que la de cualquier otro objeto con la misma masa, porque la gravedad solo depende de la masa y de la distancia. La palabra «aspirar» sugiere una succión activa que sencillamente no existe.

Lo que los hace peligrosos es otra cosa: toda esa masa está concentrada en un volumen minúsculo, así que uno puede acercarse muchísimo al centro, y ahí sí el campo se vuelve descomunal. Junto a la superficie del Sol no se puede estar más cerca del centro que unos 700 000 kilómetros; junto a un agujero negro de la misma masa, se puede llegar a tres. Caer dentro, además, exige puntería: es un blanco pequeño en un espacio enorme.

Los fotones no tienen masa, pero sí transportan momento, y al rebotar en una superficie reflectante le transmiten el doble del que llevaban. Ese es todo el secreto de una vela solar: no la empuja el «viento solar» de partículas, sino la propia luz.

IKAROS despegó de Tanegashima el 21 de mayo de 2010 junto a la sonda Akatsuki. Su vela cuadrada de poliimida, de 14 metros de lado —20 de diagonal— y 0,0075 milímetros de espesor, se desplegó haciendo girar la nave. El 9 de julio de 2010 la JAXA confirmó que la aceleración medida correspondía a un empuje de 1,12 milinewton, justo el valor esperado. Fue la primera vela solar que navegó de verdad entre planetas. La misma presión de radiación es la que peina la cola de polvo de los cometas siempre en dirección contraria al Sol.

Suena imposible, porque ese fondo de radiación llena todo el cosmos y calienta cualquier cosa que esté más fría que él. La nebulosa Boomerang lo consigue con el mismo truco que un aerosol cuando se enfría al vaciarse: el gas que expulsa su estrella central sale a gran velocidad y, al expandirse, se enfría. Si la expansión es lo bastante rápida, el enfriamiento gana durante un tiempo a la radiación de fondo.

Las observaciones con el conjunto ALMA publicadas en 2013 confirmaron que ese viento ultrafrío está claramente por debajo de la temperatura del fondo, lo que convierte a la Boomerang en el lugar natural más frío que conocemos. No lo será para siempre: cuando el gas se frene y se diluya, el fondo cósmico acabará imponiendo su temperatura. En los laboratorios terrestres sí se alcanzan temperaturas mucho menores, pero solo en volúmenes microscópicos y durante instantes.

Ese número es el factor g del electrón dividido entre dos. Si el electrón fuese una partícula puntual «sencilla» valdría exactamente 1; el minúsculo exceso lo provocan las partículas virtuales que aparecen y desaparecen constantemente a su alrededor. Se midió atrapando un solo electrón en una cavidad enfriada casi al cero absoluto y estudiando sus niveles de energía en un campo magnético.

Lo asombroso es que la electrodinámica cuántica predice ese mismo valor con una precisión comparable, y ambos coinciden. Es el acuerdo más fino entre teoría y experimento de toda la ciencia. De aquí sale también uno de los números más importantes de la naturaleza, la constante de estructura fina, que mide la intensidad de la fuerza electromagnética: su inverso vale 137,035 999 177(21) según CODATA 2022. De ella dependen las posiciones exactas de las rayas espectrales con las que averiguamos de qué están hechas las estrellas.

Fue David Scott, comandante del Apolo 15, al terminar la tercera y última salida a la superficie, el 2 de agosto de 1971. Sostuvo el martillo geológico en una mano y en la otra una pluma de halcón —guiño al módulo lunar, llamado Falcon— y los dejó caer desde algo más de un metro de altura. Cayeron juntos. «Lo que demuestra que el señor Galileo tenía razón», comentó.

En la Tierra el aire frena la pluma y arruina el experimento; en la Luna no hay aire que la frene. Es el principio de equivalencia: la aceleración de caída no depende ni de la masa ni del material del objeto. Galileo lo defendió tres siglos y medio antes sin poder hacer el vacío, razonando. Hoy ese principio se comprueba en laboratorio y en órbita con precisiones extraordinarias, porque cualquier desviación abriría una grieta en la relatividad general.

El telescopio de rayos X Chandra observó en 2002 unas ondulaciones concéntricas en el gas caliente que llena el cúmulo de Perseo, a 250 millones de años luz. No son un adorno: son ondas de presión, es decir, sonido, generadas por las burbujas que el agujero negro central infla al expulsar chorros de material.

Al traducir su frecuencia a una nota sale un si bemol 57 octavas por debajo del do central. Un piano entero abarca poco más de siete octavas, así que ese tono es unos diez mil billones de veces más grave que el límite del oído humano; nadie podría escucharlo. El caso desmonta con matices el tópico de que «en el espacio no hay sonido»: no lo hay en el vacío, pero sí donde hay materia, aunque sea un gas extraordinariamente tenue. Y esas ondas importan: al disiparse calientan el gas del cúmulo y frenan la formación de estrellas.