Libera NASA una animación de la caída a un agujero negro para celebrar la semana de estos objetos

Para conmemorar el inicio de la semana de los agujeros negros el pasado lunes 6 de mayo, la NASA utilizó una supercomputadora para crear una visualización que transporta al espectador en un viaje sin retorno a través del horizonte de sucesos de un agujero negro.

El horizonte de sucesos de un agujero negro es la frontera física definitiva donde incluso la luz no puede escapar de su poderosa fuerza gravitatoria y donde se pierde la información de lo que ocurre al interior.

Representado por un anillo dorado que rodea el núcleo del agujero negro, este horizonte marca el último umbral, más allá del cual es imposible que cualquier observador externo recupere información alguna.

También liberó otro modelo simulado, donde nos encontramos orbitando alrededor de este horizonte de sucesos, algo maravilloso que pone a prueba nuestras percepciones del tiempo y el espacio.

Cayendo en las fauces de un agujero negro

El protagonista de la simulación de la NASA es un agujero negro con una masa colosal, unas 4.3 millones de veces la del Sol. Esto lo asemeja a Sagitario A* (Sgr A*), el gigante que reside en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Aunque existen otros agujeros negros supermasivos aún más grandes, algunos con masas que superan los miles de millones de soles. Curiosamente, si se tuviera que escoger un agujero negro para caer, sería preferible uno de mayor tamaño.

Aconseja Jeremy Schnittman, el astrofísico detrás de las visualizaciones y miembro del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Esto, debido a que los agujeros negros de masa estelar, con hasta 30 veces la masa del Sol, tienen horizontes de sucesos más reducidos y fuerzas de marea devastadoras, capaces de desintegrar cualquier cosa antes de que siquiera alcance el horizonte.

Matemáticas y física

Este tema es de gran curiosidad para muchos, y al simular estos complejos fenómenos, se puede hacer que las abstractas matemáticas de la relatividad cobren sentido en el contexto del universo tangible.

Por ello, la NASA creó dos situaciones distintas: una en la que una cámara, en lugar de un valiente astronauta, apenas roza el horizonte de sucesos y es catapultada hacia fuera, y otra en la que traspasa esa frontera, sellando así su suerte.

A medida que nos dirigimos al núcleo del agujero negro, su singularidad, las fuerzas gravitacionales se intensifican tanto que cualquier objeto se alarga y comprime hasta desintegrarse, un fenómeno conocido como "espaguetificación". Este proceso sería fatal para cualquier ser humano.

La masa de un agujero negro determina la distancia de su horizonte de sucesos a la singularidad. En un agujero negro supermasivo, un astronauta podría cruzar el horizonte de sucesos sin encontrarse inmediatamente con su fin.

La simulación

El video nos lleva desde una distancia de 640 millones de kilómetros hacia el agujero negro supermasivo a velocidades cercanas a la luz. A medida que nos acercamos, la luz de la materia circundante se intensifica.

Al aproximarnos, la perspectiva de las estrellas cambia dramáticamente debido a la distorsión gravitacional del espacio-tiempo causada por el agujero negro. Cerca de él, un anillo de luz gira frenéticamente, resultado de la curvatura extrema del espacio.

Antes de llegar al horizonte de sucesos y al anillo de fotones, nos encontramos con un disco de acreción, una nube de gas caliente que sirve de alimento al agujero negro y como referencia en nuestro viaje.

El horizonte de sucesos de este agujero negro supermasivo tiene un diámetro de unos 25 millones de kilómetros, aproximadamente el 17% de la distancia entre la Tierra y el Sol.

¿Tiempo infinito?

Tras aproximadamente 3 horas y 30 minutos, durante dos órbitas alrededor del agujero negro, alcanzamos su horizonte de sucesos. Este es el último punto visible para cualquier observador externo, donde nuestra imagen quedaría eternamente congelada en el tiempo.

Cruzando el horizonte de sucesos, nos dirigimos irremediablemente hacia la singularidad central del agujero negro, un punto de densidad infinita donde las leyes de la física tal como las conocemos colapsan.

Sin embargo, nunca alcanzaremos ese punto. Solo 12.8 segundos después de cruzar el horizonte, nosotros y nuestra cámara somos espaguetificados, aún a 128,000 kilómetros de la singularidad.

También existe la opción de no sumergirse en el abismo del agujero negro; sino sólo aproximarse a su horizonte de sucesos sin atravesarlo. Después de un recorrido de seis horas, al volver, descubrimos que, debido a la influencia del agujero negro supermasivo, nuestros colegas astronautas han envejecido unos 36 minutos más que nosotros.

Tecnología de punta

Estas simulaciones, que nos llevan a través del espacio cercano al agujero negro y a rozar su horizonte, fueron generadas por la supercomputadora Discover del Centro de Simulación Climática de la NASA.

Este poderoso sistema computacional generó nada menos que 10 terabytes de datos, lo que la NASA compara con la mitad de los contenidos de la Biblioteca del Congreso.

El proceso en Discover duró cinco días, utilizando el 0.35% de sus 129,000 procesadores. En comparación, una laptop estándar tardaría una década en producir simulaciones equivalentes.

Así como el horizonte de sucesos define los confines de un agujero negro supermasivo, estas fascinantes simulaciones señalaron el inicio de una odisea de cinco días durante la Semana del Agujero Negro, una experiencia que expandió y moldeó nuestras mentes de la manera más enriquecedora.