Curiosidades

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.

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.

Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año: unos 9,461 billones de kilómetros. Atravesar nuestra galaxia de punta a punta a la velocidad de la luz llevaría, por tanto, más de 100 000 años. Y no la vemos desde fuera, sino desde dentro y casi de canto: por eso la Vía Láctea se nos aparece como una franja difusa que cruza el cielo, y no como esas espirales redondas de las fotografías.

La NASA la clasifica como espiral barrada: las galaxias de este subtipo tienen una barra de estrellas que atraviesa el bulbo central, y los brazos arrancan de los extremos de esa barra en lugar de salir del propio bulbo. Desde Torrejón, con el cielo urbano, la banda es prácticamente invisible; hace falta alejarse a un lugar oscuro en una noche sin Luna, y entonces aparece sin necesidad de instrumento alguno.

Se llama Sagitario A* y está a unos 27 000 años luz de nosotros, en dirección a la constelación de Sagitario. La imagen la obtuvo el Event Horizon Telescope, una red de ocho radiotelescopios repartidos por el planeta —entre ellos ALMA y APEX, en Chile, y estaciones en España y Francia— que trabajan coordinados como si fueran una única antena del tamaño de la Tierra. Participaron más de 300 investigadores de 80 instituciones.

Lo que se ve no es el agujero negro, que por definición no emite luz, sino la sombra que su gravedad recorta en el gas brillante que lo rodea. Conviene decirlo con claridad porque el malentendido es habitual: Sagitario A* no está «aspirando» la galaxia. A la distancia a la que estamos, su gravedad se comporta como la de cualquier masa: si mañana el Sol se convirtiera en un agujero negro de la misma masa, la Tierra seguiría en la misma órbita.

Con magnitud aparente 3,1, M31 aparece como una manchita alargada y difusa en la constelación de Andrómeda. La escala de magnitudes funciona al revés de lo que parece: cuanto menor es el número, más brillante es el objeto, y el ojo llega hasta la magnitud 6 aproximadamente en un cielo verdaderamente oscuro. Desde Torrejón, con contaminación lumínica, conviene usar unos prismáticos; el mejor momento del año es el otoño, con noviembre como mes óptimo.

Lo que ve el ojo es solo el núcleo: un borrón de un cuarto de grado, la mitad del diámetro de la Luna llena. Las fotografías de larga exposición revelan los brazos exteriores y entonces la galaxia ocupa algo más de tres grados, unas seis veces la Luna llena. Está ahí arriba, enorme, y no la vemos entera porque su brillo superficial es bajísimo.

Abd al-Rahman al-Sufi trabajaba en Isfahán y revisó el catálogo estelar de Ptolomeo comparándolo con sus propias observaciones a ojo desnudo. Entre las anotaciones aparece esa manchita en Andrómeda que nadie sabía qué era. No podía sospechar que estaba describiendo un sistema de alrededor de un billón de estrellas situado a dos millones y medio de años luz.

Hicieron falta casi mil años para responder a la pregunta. Hasta la década de 1920, muchos astrónomos pensaban que aquellas «nebulosas espirales» eran nubes de gas dentro de nuestra propia galaxia. La luz que Al-Sufi vio en el año 964 había salido de Andrómeda unos dos millones y medio de años antes, mucho antes de que existiera la escritura, la agricultura o nuestra propia especie.

Dos billones son dos millones de millones. La cifra procede de un trabajo de 2016 dirigido por Christopher Conselice, que convirtió imágenes profundas del Hubble en modelos tridimensionales para contar galaxias en distintas épocas del universo y luego extrapoló cuántas quedan por debajo del límite de detección de nuestros telescopios.

Las observaciones del Campo Profundo del Hubble, en los años noventa, sugerían entre 100 000 y 200 000 millones de galaxias. El nuevo recuento las multiplica por diez. Además, el estudio muestra que cuando el universo tenía unos pocos miles de millones de años había unas diez veces más galaxias por unidad de volumen que ahora: eran más pequeñas y se han ido fusionando entre sí. Es una estimación, no un censo: conviene tomarla como el orden de magnitud mejor fundamentado hoy.

Se llama Campo Ultra Profundo eXtremo (XDF) y combina diez años de observaciones del Hubble sobre la misma región del cielo, dentro de la constelación de Fornax. La exposición total supera los dos millones de segundos, unos 23 días de luz acumulada. Los objetos más débiles que aparecen tienen magnitud 31: brillan una diezmilmillonésima parte de lo que el ojo humano puede percibir.

El detalle que mejor transmite la idea es el tamaño del recorte: menos de una décima parte del diámetro aparente de la Luna llena, alrededor de una treintamillonésima parte de todo el cielo. Y ahí dentro, 5 500 galaxias, algunas cuya luz partió hace 13 200 millones de años, cuando el universo tenía apenas 450 millones. Cualquier trocito de cielo que parezca vacío está igual de lleno.

La imagen, publicada en julio de 2022, muestra el cúmulo de galaxias SMACS 0723 tal como era hace 4 600 millones de años. Lo interesante no es solo lo que hay en el cúmulo, sino lo que hay detrás: la masa combinada de todas esas galaxias curva el espacio a su alrededor y actúa como una lente gravitatoria, desviando y amplificando la luz de galaxias mucho más lejanas.

Por eso en la foto aparecen arcos finos y estirados: son galaxias del universo temprano, deformadas por el efecto de lente que predijo la relatividad general. El cúmulo funciona como un telescopio natural que se suma al del Webb, y permite ver objetos que de otro modo quedarían fuera de alcance. Las lentes gravitatorias no son un truco de imagen: son un instrumento de trabajo cotidiano en la astronomía extragaláctica.