Cuando Thomas Hertog fue citado por primera vez al despacho de Stephen Hawking hace 25 años, hubo una conexión inmediata entre el entonces joven investigador belga y el genio de la física.

“Hubo algo que encajó entre nosotros”, contó Hertog.

Esta conexión se mantuvo, pese al avance de la enfermedad degenerativa que sufrió Hawking y que lastró sus posibilidades de comunicarse. Pero, pese a las barreras, los dos científicos pudieron elaborar una nueva teoría que busca cambiar la forma en la que la ciencia concibe el universo.

La teoría, que podría ser la última aportación de Hawking a la ciencia antes de su muerte en 2018, fue expuesta en su totalidad por primera vez en el libro “On the Origin of Time” (Sobre los orígenes del tiempo) publicado por Hertog en 2023.

En una entrevista con AFP, el cosmólogo belga habló de su trabajo conjunto que se extendió durante 20 años.

También contó cómo se comunicaban con expresiones faciales y de que en su última etapa Hawking se convenció de que su conocida obra de divulgacion “Una breve historia del tiempo” fue escrita desde una perspectiva equivocada.

– El universo responde a un “diseño” –

Durante su primer encuentro en la Universidad de Cambridge en 1998, Hawking le planteó inmediatamente un problema que lo intrigaba.

“El universo que observamos parece haber sido diseñado”, le dijo Hawking a Hertog, comunicándose mediante una máquina que reproducía una voz.

Hertog explicó que “las leyes de la física, las reglas de cómo se rige el universo, resultan ser perfectas para que el universo sea habitable, para que la vida sea posible”.

En este sentido, hay una excepcional cadena de elementos propicios se extiende desde el delicado equilibrio que permite que los átomos formen las moléculas necesarias, hasta la expansión del propio universo, que es lo que permite la existencia de estructuras como las galaxias.

– El punto de vista del observador –

A los pocos años de empezar a trabajar juntos “comenzó a gestarse” la idea de que había un elemento faltante, contó Hertog.

Las teorías como las que afirman que existe un multiverso e incluso “Una breve historia del tiempo”, fueron “intentos de describir la creación y la evolución de nuestro universo desde lo que Stephen calificaría como una teoría del ‘ojo de Dios'”, afirmó Hertog.

Pero “debido a que estamos dentro del universo” y no fuera, observándolo, nuestras teorías no pueden ser separadas de nuestra perspectiva, argumentó.

“Por eso (Hawking) dijo que ‘Una breve historia del tiempo’ está escrita desde una perspectiva errónea”, reveló Hertog.

Durante los siguientes 15 años, los dos científicos utilizaron la teoría cuántica para desarrollar una nueva hipótesis sobre la física y de la cosmología desde “la perspectiva de un observador”.

Pero, en 2008 la capacidad de Hawking de utilizar la máquina que le permitía hablar comenzó a degradarse y volverse cada vez mas lenta. “Pensé que era el final”, contó Hertog.

Pero ambos –afirma el belga– lograron desarrollar una forma de comunicación no verbal que les permitió seguir investigando.

“Tenía un rango de expresiones faciales muy amplio, desde la completa desaprobación al entusiasmo”, explicó.

“Es imposible distinguir” qué partes de la teoría final son de Hawking y cuáles son propias, explicó el científico belga.

– “Un gran proceso evolutivo” –

Su teoría se centra en lo que ocurrió en los primeros momentos después del Big Bang. En lugar de plantearse una explosión que siguió a un conjunto de reglas ya establecidas, los científicos proponen que las leyes de la física evolucionaron junto al universo.

Esto implica que si se retrocede en el tiempo lo suficiente, “las leyes de la física misma comienzan a simplificarse y desaparecer”, sugiere Hertog.

“En última instancia, la dimensión del tiempo se evapora”, esboza.

Según esta teoría, las leyes de la física y el propio tiempo evolucionaron de una forma parecida a la evolución en la biología, por eso el título del libro de Hertog es una referencia a la obra de Charles Darwin “El origen de las especies”.

“Lo que planteamos es que (biología y física) son dos niveles de un gran proceso evolutivo”, afirmó Hertog.

El científico reconoció que su teoría es difícil de demostrar porque los primeros años del universo está “ocultos en la bruma que dejó el Big Bang”.

Una forma de levantar este velo puede ser el estudio de las ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio-tiempo, y otra posibilidad es usar hologramas cuánticos construidos en ordenadores cuánticos, dijo.

Querido Stephen:

Lo que menos te sorprenderá de estas líneas es saber que tu recuerdo permanece intacto, tanto en la comunidad científica como en la sociedad. Pero estamos seguros de que, a pesar de que fuiste un optimista impenitente hasta el último día de tu vida, no creerías todo lo que hemos aprendido sobre tus criaturas predilectas, los agujeros negros, desde el infausto 14 de marzo de 2018 en que nos dejaste.

Llegaste a disfrutar de un hito, la primera detección de ondas gravitacionales, y te entusiasmaste al saber que se trató de la fusión de dos agujeros negros a más de mil millones de años luz.

Estamos seguros de que recreaste en tu cabeza ese instante final en el que dos colosos, que albergaban 29 y 36 masas solares en sus modestos cuerpos de poco más de 100 kilómetros de tamaño, se fundieron violentamente sacudiendo, en dos décimas de segundo, el tejido espacio-temporal con una potencia 50 veces mayor que la de la luz que llena todo el universo observable.

¿Y si son estrellas de bosones?

El historial de detecciones de ondas gravitacionales siguió su previsible camino y hoy ya rondamos las cien. Eso no te sorprenderá. ¿Pero qué nos dices de la que observamos el 21 de mayo de 2019? Ya no es que la fusión se haya producido a 17 mil millones de años luz, sino que las masas de los agujeros negros fueron de 66 y 85 soles.

Sí, lo sabemos, creerás que hay un error en las cifras. Sabes mejor que nadie que la muerte de una estrella de más de 65 masas solares no debería dar lugar a un agujero negro. Se supone que sufriría un colapso parcial, antes de que le llegase su hora, desencadenando una violenta explosión. No sabemos si hay algún error en estos argumentos, si esos agujeros negros son el resultado de una fusión previa o si, ¡prepárate!, no son agujeros negros sino estrellas de bosones.

Ya, ya… ya sabemos que dirás que éstas no existen, pero quizás debas empezar a acostumbrarte a la idea de que lo que no existía mientras vivías lo veamos ahora por primera vez. La última palabra la tiene siempre la Naturaleza.

El anillo de luz que orbita M87

Te habrías quedado sin aliento, ciertamente, frente a lo que logró la colaboración del Event Horizon Telescope unas semanas antes de aquel 21 de mayo. Sabes mejor que nadie que los astrónomos llevan muchos años estudiando cómo la gravedad afecta a la trayectoria de los rayos de luz. Para ello, usan imágenes de astros lejanos, cuyos rayos pasan fortuitamente cerca de objetos muy masivos (las famosas lentes gravitacionales).

Pero hasta 2019 nadie había conseguido explorar ese fenómeno en el régimen de la gravedad más extrema: las inmediaciones de tus queridos agujeros negros.

En abril de 2019, vimos por primera vez una imagen hecha por los rayos de luz que estuvieron orbitando muy cerquita del horizonte de sucesos de un agujero negro (concretamente, el que habita en el corazón de la galaxia M87).

¡Cuánto te habría gustado ver esa preciosa imagen! Se trata de un anillo de luz, mayormente formado por los fotones que, tras romper sus órbitas inestables cercanas al agujero negro, escaparon de aquel profundo pozo gravitatorio y comenzaron su viaje de casi 55 millones de años rumbo a la Tierra.

Ha sido posible lo inimaginable: fotografiar agujeros negros

Pero la historia no acaba ahí. En 2022, el mismo equipo de astrónomos publicó la imagen de Sagitario A*, el agujero negro que vive en el corazón de nuestra propia galaxia.

Esos resultados han sido los primeros de una serie de observaciones con un objetivo muy ambicioso. Además de poner a prueba la Relatividad General, pretenden usar sus imágenes para conocer al detalle los mecanismos por los que algunos de los agujeros negros supermasivos (cuásares y blázares) pueden producir esos formidables chorros de materia y radiación que los caracterizan y que pueden alcanzar tamaños mucho mayores que los de sus galaxias anfitrionas.

Una de las posibles fuentes de energía para esos chorros podría venir de la rotación del agujero negro, que arrastra consigo al espacio circundante y obliga a las líneas de campo magnético a enrollarse a su alrededor, produciendo un extraordinario flujo electromagnético en los polos. En ese caso, el horizonte de sucesos, permeado por líneas de campo magnético, podría estar jugando un papel fundamental en el proceso de producción de los chorros relativistas, tal y como parecen indicar las imágenes polarizadas publicadas por el Event Horizon Telescope.

A esta altura, ya entenderás por qué nos vimos en la necesidad de escribirte e interrumpir tu descanso. ¡Hay tanto que contarte!

En su interior se forman islas

¿Qué pasó con la paradoja de la información que tan brillantemente descubriste y tantos desvelos te produjo? ¡Ha habido una auténtica revolución! Seguro que recuerdas el trabajo en el que tu antiguo estudiante, Don Page, demostró que el entrelazamiento cuántico de la radiación emitida por un agujero negro y las partículas virtuales atrapadas en su interior, su entropía, tiene que seguir una curva inexorable: empieza siendo cero cuando todavía no hay radiación emitida y acaba siendo cero cuando ya se evaporó el agujero negro.

Por lo tanto, debe aumentar inicialmente y luego disminuir. Si esto no se cumple, se perdería inexorablemente la información de la materia que dio lugar al agujero negro o cayó en él a lo largo de su vida.

Pocos meses después de tu muerte, empezaron a aparecer trabajos que, investigando a nivel teórico el interior de los agujeros negros, han concluido algo sencillamente extraordinario: cuando los agujeros negros envejecen, desarrollan en sus entrañas islas del universo exterior.

¿Nos creerías si te contáramos que dos trabajos lo demostraron, en paralelo, viendo la luz el mismo día? Sí, exacto, ¡el 21 de mayo de 2019! Ese día fuimos desconcertados por partida doble: detectando agujeros negros con masas inesperadas y descubriendo que en el corazón de estos astros, en cuya frontera creíamos que morían el espacio y el tiempo, cuando transitan la segunda mitad de su dilatada vida, quedan preñados de espacio y de tiempo para algún día devolvernos lo quitado. Imaginaste muchas soluciones posibles a la paradoja de la información, pero jamás una tan descabelladamente hermosa.

Nos vamos despidiendo, pero no porque se agoten las novedades. ¡Tantas cosas sucedieron en apenas cuatro años!

No te contaremos que Roger Penrose ganó el premio Nobel de Física, porque quizás la alegría tenga un poso agridulce para ti.

Déjanos despedirnos contándote que algunas de las ondas gravitacionales detectadas sugieren una posibilidad espeluznante: es probable que muchos de los agujeros negros resultantes de las fusiones observadas hayan salido despedidos con tal velocidad que abandonaran sus galaxias para siempre. Esos viajeros, que transitan la inmensidad del cosmos con un universo en sus entrañas, nos llenan de melancolía; nos recuerdan a ti.

*José Edelstein, Profesor de Física Teórica, IGFAE, Universidad de Santiago de Compostela y Iván Martí-Vidal, Investigador distinguido en el departamento de Astronomía y Astrofísica, Universitad de Valencia

*Este artículo fue publicado en The Conversation y reproducido aquí bajo la licencia creative commons. Haz clic aquí para leer la versión original.

Cincuenta años después, un grupo de científicos ha confirmado uno de los teoremas más famosos del físico británico Stephen Hawking.

Se trata de la teoría del área de los agujeros negros, que argumenta que el área más allá del horizonte de sucesos, el límite del que nada puede escapar, jamás disminuye.

Los científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y otros centros de investigación, liderados por el físico Maximiliano Isi, fueron los primeros en confirmar dicha teoría, basándose en la observación de ondas gravitacionales.

A pesar de que dentro de un agujero negro ocurren procesos muy extremos donde no aplican las leyes físicas que creemos universales, “es curioso que a nivel microfísico sucedan cosas análogas con leyes de la termodinámica”, le explica Isi a BBC Mundo.

La investigación de Isi y su colegas fue publicada el pasado 1 de julio en la revista científica Physical Review Letters.

Los agujeros negros son uno de los fenómenos más enigmáticos del universo: para que se formen, primero una estrella tiene que morir.

Además, todo lo que entra, jamás logra escapar, ni la luz. Y en su corazón, la llamada singularidad, el tiempo y el espacio se detienen.

Aunque hasta 2019 nadie había visto un agujero negro, la prueba de su existencia estaba en las ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.

¿En qué consiste la teoría de Hawking?

Stephen Hawking, el célebre físico británico fallecido en 2018, propuso este teorema en 1971, uno de los más importantes sobre la mecánica de los agujeros negros.

El teorema predice que el área total de un agujero negro más allá del horizonte de sucesos nunca debería disminuir.

Esta proposición guarda paralelismo con la segunda ley de la termodinámica, que indica que la entropía, o el grado de desorden del universo, tampoco debería disminuir.

La similitud entre las dos teorías sugirió que los agujeros negros podrían comportarse como objetos térmicos que emiten calor.

Pero dicha proposición resultaba confusa, dado que se pensaba que la propia naturaleza de los agujeros negros no permitía escapar o irradiar energía.

“Hawking consiguió coordinar estas ideas en 1971, mostrando que los agujeros negros tienen entropía y emiten radiación en escalas de tiempo muy largas si se tienen en cuenta sus efectos cuánticos”, dice un comunicado del MIT.

Este fenómeno se denominó “radiación de Hawking” y es una de las revelaciones más importantes sobre los agujeros negros.

Pero entonces los científicos no eran capaces de comprobar visualmente dicha propuesta.

Cincuenta años después ha sido posible.

¿Qué significa que se haya confirmado?

Más allá de la curiosidad que siempre despiertan los agujeros negros, lo más importante para Isi es “corroborar el total paralelismo de ciertas leyes de los agujeros negros con las leyes de las termodinámica, en este caso de la de entropía”.

“Con este estudio confirmamos con cierta precisión esta predicción fundamental de Hawking sobre cómo deben funcionar los agujeros negros”, dice Isi.

“Es muy importante que estas teorías, hasta ahora sobre todo abstractas, podamos abordarlas a través de un análisis observacional”, añade el experto.

Hasta ahora, el teorema de Hawking se había probado de forma matemática, pero jamás había sido visualizado en la naturaleza.

¿Cómo consiguieron confirmarlo?

En el estudio, el equipo analizó minuciosamente la onda gravitacional GW150914, captada por el observatorio LIGO en septiembre de 2015.

Aquella señal fue producto de dos agujeros negros en espiral que generaron un nuevo agujero negro, concentrando una enorme cantidad de energía que ondeó a través del espacio-tiempo en forma de ondas gravitacionales.

De acuerdo al teorema de Hawking, el área más allá del horizonte de ese agujero negro no puede ser menor que el horizonte total de sus dos agujeros negros originarios.

“Con sistemas de detección mejorados, pudimos observar el antes y después de esa colisión”, explica Isi.

Su equipo desarrolló una técnica para captar frecuencias específicas, o tonos de las secuelas más ruidosas, que podrían usar para calcular la masa y el giro del agujero negro final.

Efectivamente, confirmaron que el área no disminuyó tras la fusión, un resultado que el equipo reporta con un 95% de certeza.

“En el futuro, cuando sigan mejorando nuestros observadores, detectaremos más y más señales con más precisión. Con eso esperamos seguir corroborando estas leyes y, capaz algún día, poder descubrir algo completamente nuevo“, dijo a BBC Mundo.

Con tan solo 11 años, Adhara Maite Pérez Sánchez ya finalizó el bachillerato y cursa dos carreras universitarias. Sus logros no han sido fáciles, según su madre, quien destaca el apoyo brindado por su familia.

La niña cuenta con un coeficiente intelectual (CI) de 162 puntos, dos más que los que tuvieron los científicos Albert Einstein y Stephen Hawking.

Adhara es originaria de Boca del Río, una ciudad de Veracruz, México. A sus tres años le diagnosticaron síndrome de Asperger, lo que afecta la capacidad de socializar y comunicarse.

“En el jardín la veían como a un bicho raro y sus profesores no entendían muy bien cómo integrarla. No tenía amigos”, dijo su progenitora al diario El Tiempo.

“Me di cuenta de que aprendía rápido y que se interesaba mucho en las matemáticas y en temas del espacio”, dijo la mujer, quien agregó que una psiquiatra que ayudaba a Adhara le aconsejó que le hicieran pruebas de CI.

“Fuimos al Centro de Atención al Talento (Cedat), que es un lugar para niños superdotados en México, y le hicieron estudios en el cerebro. Ese proceso fue complicado, pues las burlas persistían, pero ahí nos dimos cuenta de la inteligencia de mi niña”.

Su educación

Por un tiempo estudió en el Cedat, pero los altos costos la obligaron a dejarlo. Se mudó al Instituto Tláhuac, un establecimiento público en el que compartía salón con jóvenes mayores que ella. Rápidamente terminó el bachiller y prosiguió a la universidad.

Gracias a la educación a distancia, por la modalidad virtual, puede estudiar dos carreras: Ingeniería Industrial e Ingeniería de Sistemas, en la CNCI siendo estudiante becada.

Sus metas

Adhara sueña con ser astronauta y, según su madre, se siente identificada con Buzz Aldrin, uno de los dos primeros hombres en pisar la Luna.

El plan es que, después de graduarse de sus dos carreras y de fortalecer su inglés, se presente a la Universidad de Arizona.

También la prestigiosa revista Forbes escogió a la pequeña como una de las 100 mujeres más poderosas de México del 2019, lista en la que compartió con grandes deportistas, empresarias y científicas.

Stephen Hawking estaría cumpliendo 79 años este 8 de enero, una mente brillante dejó aportes importantes para la ciencia, en específico la física y la cosmología.

Invencible a pesar de la esclerosis lateral que le impidió la movilidad por largo trayecto de su vida, Hawking fue inspiración gracias a que su cerebro se mantuvo intacto y le permitió contribuir a la divulgación científica, la docencia y la relatividad y los agujeros negros.

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Siendo un hombre de ciencia, Hawking hizo interesantes predicciones sobre el futuro de la humanidad que no deberíamos mirar solo de reojo.

En recuerdo a su fecha de cumpleaños, traemos estas predicciones sobre las cuales hay mucho por reflexionar:

Inteligencia artificial
“Los humanos, que están limitados por la evolución biológica, no podrían competir y quedarían suprimidos”. Hawking creía que los robots y la inteligencia artificial podría llegar a superar a los humanos, lo que significaría el fin de la civilización.

Bola de fuego
Hawking predijo que, así como hace 600 años, la Tierra podría convertirse en una bola de fuego “chisporreante”, resultado del cambio climático. Sería el fin de un planeta habitable.

Solución: otro planeta
El científico enfatizó que la humanidad “no debe cesar en su lucha por conquistar el espacio”, ya sea en otro planeta del Sistema Solar o, por qué no, otra galaxia.

Pandemias (no podían faltar)
Antes de 2020 solo escuchamos hablar de pandemias en las películas, pero ahora lo que vivimos, y lo que prevé Hawking debe hacernos meditar: las nuevas mutaciones serán cada vez más difíciles de asimilar por los humanos.

Armas nucleares
Ojo que Trump está disgustado y tiene los tableros muy cerca. Hawking escribió que las guerras nucleares siempre son un riesgo latente y de mucho daño para el futuro de la humanidad.

Una buena: no dejar de progresar
El británico vio siempre en la ciencia y en la curiosidad las claves para que la humanidad se anticipe a los peligros y los controles o bien pueda adaptarse al cambio. Su objetivo entonces era una civilización más protegida y resistente.

Y con el estudio de uno de esos eventos, unos astrónomos pudieron probar las consecuencias clave de las teorías del físico Alberto Einstein.

Uno de estos objetos es un verdadero coloso, se trata de un agujero que pesa 18.000 millones de veces la masa de nuestro Sol. Y el otro no es tan grande, “solo” unas 150 millones de veces la masa solar.

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Y los científicos lograron predecir sus interacciones con mucha precisión.

Lo hicieron al incluir sus efectos de deformación en el espacio-tiempo y al suponer que el agujero más grande tenía una “superficie” lisa.

La pareja de agujeros negros, de la galaxia conocida como OJ 287, se encuentra a unos 3.500 millones de años luz de la Tierra.

Un baile que se repite

Los científicos han seguido durante mucho tiempo el repentino brillo que se produce en este sistema y que ocurre dos veces cada 12 años.

El estallido de energía es equivalente a un billón de soles que se encienden a la vez en la galaxia anfitriona de los agujeros.

La mejor explicación para este comportamiento extraordinario es que el objeto más pequeño se estrella contra el disco de gas y polvo que se acumula en su compañero más grande de forma rutinaria, haciendo que el material alcance temperaturas muy altas.

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Pero estos eventos son irregulares. Tienen lugar cada dos cada 12 años, pero a veces pasa un año desde que ocurrió el anterior y otras veces hasta 10.

Esto habla de la complejidad de la órbita que dibuja el agujero más pequeño alrededor del grande, un factor que el equipo de investigación ha incorporado a un modelo altamente sofisticado.

“La órbita del agujero negro más pequeño tiene (un movimiento de) precesión. Es por eso que los tiempos de los impactos varían”, explicó el profesor Mauri Valtonen, de la Universidad de Turku, en Finlandia.

La precesión o movimiento de precesión está asociado al cambio de dirección en el espacio que experimenta el eje instantáneo de rotación de un cuerpo. Para dar una idea, es el movimiento de oscilación que realiza un trompo.

“Ya en 1996 teníamos un modelo que predecía más o menos lo que sucedería. Pero ahora somos cada vez más precisos“, le dijo Valtonen a la BBC.

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Uno de los parámetros importantes que toma en cuenta el modelo actualizado es la energía que irradia del sistema en forma de ondas gravitacionales.

La teoría de la relatividad general, muy simplificada, sostiene que la gravedad surge de la curvatura del espacio-tiempo. Baste imaginar el universo como un tejido tenso cuya forma geométrica varía en función de la masa de los cuerpos celestes que se disponen sobre él.

Bajo esta premisa, las órbitas de unos objetos sobre otros no repiten su trayectoria, como formulaba la gravitación definida por el físico Isaac Newton, sino que siguen un movimiento de precesión, lo que significa que la trayectoria cambia con cada giro.

En las condiciones supermasivas del OJ 287, las ondas tienen una influencia significativa en la forma en la que opera el sistema.

Una observación afortunada

La gran prueba para este último modelo tuvo lugar el 31 de julio del año pasado, cuando se identificó el fenómeno más reciente dentro de las 2,5 horas previstas por las ecuaciones.

El evento fue capturado por el telescopio infrarrojo Spitzer, de la agencia espacial estadounidense NASA.

Se trató de una observación afortunada ya que resultó que el OJ 287 estaba en el lado opuesto del Sol a la Tierra en ese momento y, por lo tanto, fuera de la vista de las instalaciones terrestres.

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Por otro lado, la lejanía de Spitzer de la Tierra (160 millones de km) lo colocó en una posición privilegiada.

“Cuando verifiqué por primera vez la visibilidad de OJ 287, me sorprendió descubrir que el Spitzer lo captó justo el día en que se pronosticaba tendría lugar el primer brillo”, describió Seppo Laine, científico del Instituto de Tecnología de California (Caltech) de EE.UU., quien supervisa las observaciones del Spitzer.

“Fue extremadamente afortunado que pudiéramos capturar el pico de este impacto con el Spitzer, porque ningún otro instrumento hecho por el hombre ha sido capaz de lograr esta hazaña en el momento específico”.

Teorema “sin pelo”

Otro detalle que tuvo en cuenta el modelo fueron las características físicas del agujero negro más grande. Específicamente, su rotación.

Varios científicos, incluido el fallecido Stephen Hawking, desarrollaron lo que se conoció como el teorema “sin pelo” de los agujeros negros.

Este esencialmente establece que la superficie, o “horizonte de sucesos”, de un agujero negro a lo largo de su eje de rotación es simétrica: no hay grumos ni protuberancias.

Se cree que la observación de OJ 287 es la mejor prueba hasta ahora del teorema “sin pelo”.

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El profesor Achamveedu Gopakumar, del Instituto Tata de Investigación Fundamental, en India, trabajó en el modelo sobre las ondas gravitacionales junto con el estudiante graduado Lankeswar Dey.

El profesor habló de su “euforia” al ver llegar los datos del Spitzer. Ahora está esperando que OJ 287 sea fotografiado por el telescopio Event Horizon (EHT), que captó la primera imagen de un agujero negro el año pasado.

“Con el EHT se hicieron observaciones tanto en 2017 como en 2018. Las otras campañas están suspendidas (debido al coronavirus) y esperamos tener tiempo durante la campaña 2021”, dijo a la BBC.

Una sola hora de luz solar tiene el poder suficiente para abastecer de energía a la Tierra por un año entero. ¿Por qué es tan poderosa la luz del Sol? Porque surge de una reacción llamada fusión nuclear.

Este proceso, que tiene el potencial de generar energía eterna, es considerado el santo grial de la industria energética y varias de las mentes más brillantes del mundo están abocadas a intentar desarrollarla.

En una entrevista con la BBC a finales de 2016 el famoso físico británico Stephen Hawking, quien falleció en marzo pasado, dijo que la tecnología que permite generar fusión nuclear es la más prometedora para la humanidad.

“Me gustaría ver el desarrollo de la energía de fusión“, respondió, consultado sobre la idea que más podría transformar a nuestra sociedad.

“La fusión nuclear sería una fuente de energía práctica que nos daría una cantidad inagotable de energía, sin contaminar ni generar calentamiento global”, señaló.

A diferencia de la energía nuclear tradicional, que se genera separando átomos -un proceso que se conoce como fisión- esta nueva fuente energética se crea fusionando -es decir, uniendo- los átomos.

Más concretamente fusionando hidrógeno para producir helio, una reacción que libera enormes cantidades de energía, igual que lo que ocurre en el Sol.

La idea, en esencia, es crear “microsoles” en la Tierra.

La carrera por alcanzar el santo grial

Hoy existen más de 25 emprendimientos privados dedicados a este fin, varios de ellos financiados por algunos de los empresarios más conocidos del planeta, como Bill Gates (Microsoft), Jeff Bezos (Amazon) y Peter Thiel (PayPal).

El primer proyecto privado fue Tri-Alpha Energy (o TAE Technologies), basado en California, Estados Unidos, que ya lleva dos décadas de existencia.

Uno de sus inversores más famosos fue el cofundador de Microsoft, Paul Allen, quien falleció en octubre pasado.

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Un peso pesado del sector es Commonwealth Fusion Systems, una startup fundada por seis profesores del prestigio Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

Aunque apenas fue creado hace un año, es considerado uno de los proyectos más ambiciosos porque tiene como meta crear un prototipo de reactor para 2025.

Gates y Bezos son dos de los que financian este emprendimiento, junto con otros famosos empresarios como Richard Branson y Michael Bloomberg.

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También algunas petroleras están empezando a apostar por un futuro sin combustibles fósiles. Según la agencia Bloomberg, la italiana Eni SpA encabezó un grupo que invirtió US$50 millones en Commonwealth Fusion Systems en marzo pasado.

Esfuerzo internacional

Pero algunos expertos creen que el proyecto que más posibilidades tiene de avanzar no está en el sector privado.

Se trata del llamado Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER, por sus siglas en inglés), que se construye en Cadarache, en el sur de Francia, con un presupuesto de US$23.000 millones.

35 países colaboran en este experimento científico, que se inició hace más de tres décadas.

Los responsables de ITER estiman tener listo un reactor a gran escala recién para 2050.

Diversos países también desarrollan sus propias iniciativas. En abril pasado la BBC pudo acceder a las instalaciones en la provincia de Anhui, en China, donde científicos de ese país aseguran estar más avanzados que sus pares en EE.UU., la Unión Europea (UE), Japón, Corea del Sur y Brasil.

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El problema

Pero todos estos proyectos se enfrentan con el mismo problema, que curiosamente no es cómo lograr la fusión nuclear.

El gran desafío es cómo generar más energía de la que se gasta en el proceso.

La fusión se basa en calentar la materia a temperaturas muy altas, que superan los cientos de millones de grados. En esa estado, la materia se llama plasma.

A diferencia del Sol, la Tierra no tiene las condiciones para mantener ese plasma caliente. Para lograrlo, se debe aislar el plasma de otras materias. Para ello, se utilizan unas cámaras especiales en forma de anillo llamadas tokamak.

Los tokamak utilizan poderosos imanes para crear un campo magnético que mantiene al plasma aislado. El problema es que hoy estas cámaras consumen más energía de la que logran producir.

La solución a la que apuntan emprendimientos como Commonwealth Fusion Systems es usar mejores imanes, pero lo cierto es que nadie hasta ahora ha logrado superar este gran escollo.

Algunos como el creador de Tesla, Elon Musk, creen que habría que invertir en crear mejores paneles solares y baterías para capturar la energía del Sol, en vez de desperdiciar dinero en tratar de reproducir a nuestra estrella.

Sin embargo, la inversora IP Group Plc le dijo a la agencia Bloomerg que aunque la energía de fusión tarde más tiempo que lo deseado en poder desarrollarse, muchas de las innovaciones creadas para esta industria están resultando muy lucrativas.

“Las empresas de investigación están patentando muchas de sus creaciones, desde un software que simula la combustión de plasma a 150 millones de grados centígrados hasta un nuevo tipo de imán que tiene aplicaciones médicas”, informó Bloomberg.

Mientras tanto, habrá que esperar para saber si el deseo del profesor Hawking de una energía ilimitada y limpia se podrá hacer realidad.

Redacción

BBC News Mundo

Este problema de la física teórica se plantea una pregunta sencilla, con una respuesta compleja: ¿qué pasa con la información de un objeto cuando éste cae dentro de un agujero negro?

Eso fue lo que intentó averiguar Hawking en la última investigación en que trabajó, antes de morir en marzo de 2018, a los 76 años.

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Este jueves, siete meses después de su fallecimiento, sus colegas de las universidades de Cambridge y Harvard publicaron el estudio en el que trabajaron junto a Hawking.

Agujeros que se lo tragan todo

Los agujeros negros son regiones en el espacio donde la gravedad es tan fuerte que nada de lo que llega a ellos logra escapar.

Por su parte, las leyes de la mecánica cuántica sostienen que todo lo que existe en nuestro universo puede ser desglosado a manera de información, como una secuencia de unos y ceros, por ejemplo.

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Entonces, si un agujero se traga todos los objetos que se le atraviesan, también se engulle la información que contienen esos objetos.

Algunos investigadores creen que esa información se destruye cuando ingresa al agujero, pero otros sostienen que eso es imposible, pues la mecánica cuántica sostiene que la información nunca desaparece, ni siquiera si se la traga un agujero negro.

“Usualmente pensamos que cuando un objeto entra a un agujero negro toda su información se pierde“, le dijo a BBC la astrofísica Sasha Haco, quien trabajó junto a Hawking en esta investigación.

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“Lo que hemos tratado de hacer es rastrear esa información y encontrar la manera de recuperarla“.

¿Qué demuestra este estudio?

Para esta investigación, Hawking tuvo en cuenta las teorías de Albert Einstein, quien afirmaba que los agujeros negros podían definirse con tres características: su masa, su carga eléctrica y la manera en que gira.

Hawking, sin embargo, le añadió una cuarta característica a los agujeros negros: la temperatura.

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Los objetos calientes se enfrían en el espacio, así que tarde o temprano los agujeros negros terminan evaporándose.

Pero si la mecánica cuántica dice que la información no puede desaparecer, ¿entonces dónde se va toda esa información que estaba dentro del agujero?

En su artículo, Hawking y sus colegas utilizaron modelos matemáticos para mostrar que al menos parte de esa información podía preservarse.

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“Hay una manera de describir la información que hay dentro de un agujero negro”, dice Haco. “Esa es la entropía, y hemos demostrado que hay maneras de calcular esa entropía”.

Una capa de “pelo suave”

La clave para calcular esa entropía está en las partículas de luz que marcan la frontera de un agujero negro.

Esa capa de luz es un punto de no retorno. Es decir, a cualquier objeto que llega a esa frontera le quedará imposible escapar de la fuerza gravitacional del agujero.

A esa película de luz que rodea al agujero se le conoce como “pelo suave”.

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En su estudio, Hawking y sus compañeros sostienen que ese “pelo suave” tiene la capacidad de “grabar” la entropía.

¿Qué sigue?

Esta investigación plantea que la información que absorbió el agujero negro se puede recuperar.

“Pero este es solo un paso en el camino”, dice Haco.

“El próximo paso será saber qué tanta información podemos recuperar”.

A Haco y sus colegas, ya sin la ayuda de Hawking, también les queda el reto de averiguar de qué manera esa entropía se almacena en el “pelo suave” y cómo esa información sale del agüero cuando éste se evapora.

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“Va a ser difícil”, dice Haco. “Stephen tenía una intuición extraordinaria y una visión increíble“.

“Solía decirnos, con una sola frase, lo que el creía que iba a suceder y todos quedábamos un poco confundidos, pero meses después resultaba que él tenía razón”.

“Era muy útil tener a alguien con esa intuición”.

¿Hay alguien ahí?

Es una pregunta que los humanos intentan responder desde hace siglos y a la que muchos científicos han dedicado su vida.

Pero en esta búsqueda no sólo ha habido avances astronómicos, sino algunas teorías inverosímiles.

De algo no cabe duda: si hay extraterrestres, el lugar más probable para hallarlos es la llamada “Goldilocks zone” o “zona de Ricitos de Oro“.

1. ¿Océanos en la Luna?

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Un momento clave en la fascinación con la vida alienígena tuvo lugar en el siglo XVII, cuando el telescopio de Galileo abrió un nuevo mundo.

Fue posible ver, por ejemplo, manchas oscuras en la Luna. Científicos de la época asumieron que las manchas eran vastos océanos de agua y las llamaron “maria”, que significa “mar” en Latín.

Ahora sabemos que los “mares lunares” son en realidad formaciones de basalto oscuro originadas en antiguas erupciones volcánicas.

2. Marcianos magnánimos

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El astrónomo William Herschel especuló en la década de 1870 que los habitantes del planeta rojo serían más altos que los humanos.

Gracias al desarrollo de telescopios más potentes, Herschel logró medir el tamaño de Marte, así como la duración de sus días y estaciones.

Marte es una planeta más pequeño que la Tierra y con una gravedad menor, por lo que sus habitantes serían más altos que los humanos, concluyó el astrónomo alemán.

3. Saturninos superiores

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El filósofo alemán Immanuel Kant señaló que la inteligencia de los extraterrestres era proporcional a su distancia del Sol.

Por ese motivo, habría una enorme variación entre los habitantes de los diferentes planetas, desde los “torpes pobladores de Mercurio” a los “ingeniosos seres de Saturno”.

4. Censo alienígena

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En 1848, el profesor de ciencia y clérigo escocés Thomas Dick se propuso calcular el número de extraterrestres en el Sistema Solar.

Dick predijo que si la densidad de la población extrasolar equivalía a la de Inglaterra (280 personas por milla cuadrada), entonces el Sistema Solar albergaba 22 millones de millones de habitantes.

5. Vida lunar

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El mejor lugar para buscar vida en el Sistema Solar puede no ser un planeta relativamente cercano como Marte, sino las lunas distantes Europa y Encelado, que orbitan respectivamente a Júpiter y Saturno.

Ambas lunas contienen océanos de agua líquida bajo una capa de hielo.

Se cree que una fuente interna de calor podría explicar por qué esos océanos no se congelan.

Y el calor generado en el centro de cada luna sería liberado a través de fuentes hidrotermales o fumarolas en el fondo de sus océanos.

En la Tierra, las sustancias químicas disueltas en el agua en torno a fumarolas alimentan microorganismos que forman a su vez la base de la cadena alimenticia de la que dependen invertebrados marinos como los gusanos de tubo.

6. Calamar espacial

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Si la vida existe en esos océanos lunares, es probable que sus características aerodinámicas se asemejen a las de calamares, delfines o tiburones.

Eso se debe a que cualquier animal que pueda prosperar en los océanos de Europa y Encelado deberá moverse con rapidez para cazar y defenderse de depredadores.

7. Mundos distantes

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Los astrónomos estiman que podrían existir 40 mil millones de planetas similares a la Tierra en la Vía Láctea.

La estimación se basa en que sólo en nuestro “vecindario cósmico” ya se detectaron más de 3.800 exoplanetas o planetas fuera del Sistema Solar.

8. Señales de vida

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¿Cómo inicias la búsqueda de vida en otros planetas o lunas? Los astrónomos intentan hallar señales de gases, las llamadas “bioseñales” o “biofirmas”.

Una de ellas es la presencia de metano, que en la Tierra es producido por volcanes, ganado vacuno y termitas, entre otras fuentes.

Los científicos procuran encontrar metano en combinación con otros gases como oxígeno y ozono.

9. La Zona Ricitos de Oro

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Los astrónomos creen que el mejor lugar para hallar vida es la llamada zona de habitabilidad, conocida coloquialmente como Goldilocks Zone o Ricitos de Oro.

El término proviene del cuento para niños “Ricitos de Oro y los tres osos”, que fue publicado por primera vez en el siglo XIX. En ese relato una niña llamada Ricitos de Oro entre en la casa de tres osos que salieron a pasear mientras se enfriaba su sopa.

La niña elige la sopa del osito “ni muy caliente ni muy fría” y descansa en su sillón “ni muy duro ni muy suave”.

La zona de habitabilidad es la región alrededor de una estrella que no está demasiado cerca o caliente, ni demasiado alejada o fría.

En esa zona las condiciones “templadas” serían aptas para la vida, incluyendo un nivel de radiación que permita la presencia de agua en estado líquido, determinada rotación y fuentes de calor adicionales.

El exoplaneta más cercano que se ha descubierto hasta ahora, Proxima Centauri b, orbita en la zona habitable en torno a la estrella Proxima Centauri, la más cercana al Sol.

El interés en la zona habitable se ha intensificado gracias al éxito del telescopio espacial Kepler, lanzado por la NASA en 2009 para la búsqueda de exoplanetas.

10. Solar sailing

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El multimillonario y físico ruso Yuri Milner financia un ambicioso proyecto llamado Breakthrough Starshot o “Disparo estelar”.

La iniciativa lanzada en 2016 busca enviar al espacio miles de nanonaves o Starchips, de tamaño similar a un chip, que serán impulsadas por potentes láseres desde la Tierra.

Las naves alcanzarían un 20% de la velocidad de la luz, con lo que tardarían 20 años en llegar a Proxima Centauri b y otros cuatro años en mandar sus datos a la Tierra.

11. Extraterrestres inteligentes

Algunos investigadores creen que podría haber extraterrestres en agujeros negros, incluso en el supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea.

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Una civilización miles o millones de años más antigua que la humana podría además haber desarrollado un extraordinario nivel de inteligencia artificial.

Redacción

BBC News Mundo

Hay científicos que creen que el universo en el que vivimos no es único. Uno de ellos fue el aclamado físico británico Stephen Hawking. Ahora un colega suyo ha encontrado la que, asegura, es la primera prueba que lo demuestra.

Se trata de Roger Penrose, un físico y matemático de la Universidad de Oxford (Inglaterra) que trabajó con Hawking en los 60 con su famosa teoría de la singularidad, aquella que explica el principio del universo y, según la cual, éste se expande y comprime mediante la evaporación que crea la radiación electromagnética.

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Penrose es, además, uno de los creadores de lo que se conoce como la “Cosmología Cíclica Conforme” (CCC), según la cual el universo pasa por diferentes ciclos o eones.

En la búsqueda de respuestas, Rogers y su equipo han encontrado lo que, creen, puede ayudar a demostrar su teoría: los puntos de Hawking.

Espirales luminosas

Los puntos de Hawking son unas espirales de luz que, según las imágenes, aparecen en el llamado Fondo Cósmico de Microondas, una especie de radiación electromagnética descubierta en 1965 que llena la totalidad del universo.

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Penrose y su equipo los han llamado así en honor al famoso astrofísico británico, pues él fue el primero en predecir que los agujeros negros no eran completamente negros, pues emitían algún tipo de radiación electromagnética.

El equipo logró detectar estos puntos gracias a un radiotelescopio (BICEP2) situado en el Polo Sur que pudo crear un mapa en el que se veían pequeños “remolinos de luz”. Mientras unos científicos sostienen que puede tratarse de puntos de luz causados por la expansión del Big Bang, Penrose y los suyos tienen otra teoría.

“Estamos viendo el remanente final de un agujero negro que se evaporó en el eón anterior”, asegura Penrose en un análisis publicado en el sitio de divulgación científica arvix.org.

De acuerdo con la imagen proporcionada por el radiotelescopio, esos puntos de luz aparecen rodeados de un anillo de luz polarizada.

Eso demuestra, afirman los científicos de la Universidad de Oxford, una gran diferencia entre la temperatura interna y externa del círculo creando campos magnéticos originados en los agujeros negros de un universo (o eón) anterior y que se evaporan mediante la radiación, tal y como predijo Hawking.

Pero las imágenes no son suficientes para probar la teoría Cosmología Cíclica Conforme y algunos científicos dan otras explicaciones para esos puntos: pueden ser una curvatura de la luz al pasar cerca un objeto masivo.

Los investigadores de Oxford defienden sin embargo que, aunque sin duda se necesitan más observaciones, las imágenes se obtuvieron tras más de 4.000 simulaciones informáticas.

“Esto significa que esos puntos no surgieron por casualidad, sino como consecuencia de algún fenómeno físico”, asegura Daniel An, uno de los firmantes del estudio.