Conjunción entre la luna y el sol

Poco más de las siete de la mañana, como en otras ocasiones, me dirigía hacia el Este con cierto ritmo musical como sustituto de la cafeína. Paulatinamente amanece antes. El cielo despejado, me encuentro en su esplendor, la luna llena post eclipse de sangre. Parece más como una lámpara en el cielo reflejando con intensidad la luz de nuestro astro rey. Más nítida que de costumbre, marcando sus cráteres, lagos secos, cordilleras y zonas oscuras. Mientras que va descendiendo, a los pocos minutos, aparece por el retrovisor como en una conjunción perfecta, por el otro extremo el Sol impetuoso, arrogante, con fuerza. Es una imagen digna de ser retratada.

Ahora, nos resulta fácil detener el vehículo. Extraer nuestro móvil y como un autómata conseguir una fotografía, con cierta calidad, del acontecimiento de mi conjunción. Sin embargo, a medida que retomáramos hacia atrás en el tiempo, cada vez sería más complicado obtener esa imagen. Sobre todo, sería más sorprendente apreciar la facilidad que nos ha proporcionado la tecnología y suscitaría un gran asombro y recelo para aquellos habitantes de antaño, que no dejan de ser nuestros antepasados.

Durante varias semanas, el CSIC y la más ferviente comunidad científica, nos tenían en ascuas frente a un anuncio que se les antojaba importante. De tal talla, que abarca a toda la humanidad e incluso a su breve historia consciente de sí misma.

Dentro de la fauna de la especie hay un grupo insaciable de destructores, que se dedican irremediablemente a aniquilar todo aquello que no están alineados con sus propios y absurdos pensamientos, como es invadir países, erradicar a aquellos que no son conformes a sus ideas. A pesar de ellos, aún se puede tener un atisbo de esperanza, cuando al otro lado de la balanza tenemos a una serie de investigadores que intentan, no con poco sacrificio, mostrarnos, enseñarnos y explicarnos como funciona las cosas a nuestro alrededor. E incluso, en algunos casos, ofrecernos que nuestra vida sea esencialmente más sencilla, como por ejemplo facilitarnos el quehacer de tomar una fotografía.

Event  Horizon Telescope (EHT)

El EHT es un conjunto de telescopios que están coordinados entre sí, repartidos por todo el planeta: Telescopio submilimétrico (SMT) en Arizona, Experimento Atacama Pathfinder (APEX), Telescopio IRAM de 30 metros, Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT), Gran Telescopio Milimétrico «Alfonso Serrano» (LMT), Matriz submilimétrica (SMA), Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), Telescopio del Polo Sur (SPT), Telescopio de Groenlandia, Observatorio IRAM NOEMA, Telescopio Kitt Peak de 12 metros.

Esta unión, permite crear un radiotelescopio virtual del tamaño de la Tierra, con la pretensión de poder obtener imágenes del material que circula a gran velocidad alrededor del Horizonte de Sucesos de los Agujeros Negros.

El equipo de más de 300 personas y 80 institutos tuvieron que desarrollar nuevas y sofisticadas herramientas que pudieran detectar los movimientos del gas alrededor del agujero negro fuera del Horizonte de Sucesos. Así que la imagen obtenida es un promedio de las diferentes imágenes revelando finalmente el Agujero Negro que hay en el interior de la galaxia.

El CSIC (Centro Superior de Investigaciones Científicas) es una de las instituciones que han trabajado en el proyecto. Es la séptima a nivel mundial en investigación y cuarta a nivel europeo. Engloba a 120 institutos de investigación donde trabajan once mil personas. De las cuales consiguen realizar 14.000 publicaciones que abarcan diferentes disciplinas de investigación.

La relatividad de Albert Einstein

Albert Einstein realizó dos contribuciones esenciales para esclarecer como es nuestro entorno en circunstancias muy concretas:

1. Teoría Especial de la Relatividad. Publicada en 1905. Esta teoría explica como es el comportamiento de los objetos que se mueven a velocidades muy altas, cercanas a la velocidad de la luz. En este caso la realidad se torna un tanto caprichosa sobre todo con el espacio y el tiempo, el primero se contrae y el segundo se dilata.
   1. Supuso un cambio esencial en el concepto absoluto del tiempo. La cual, le proporcionó un relativismo cuantitativo desconocido hasta entonces. No se trata tan sólo de una sensación, si no que es posible medir de forma precisa las diferencias que provoca viajar tan rápido.
   2. Fue capaz de ofrecernos la posibilidad de intercambiar la masa y la energía. De hecho, la masa es como una forma de energía expresada en una de las ecuaciones más famosas de la historia de la Física. A partir de la cual se entiende y calcula la energía que se proporciona por ejemplo tanto en la fusión como en la fisión nuclear. Necesaria la segunda, sobre todo, para obtener y abastecernos de la energía necesaria al servicio de nuestra comodidad.
   3. Nada puede ir más rápido que la velocidad de luz, aproximadamente poco menos de 300.000 kilómetros por segundo. Esto supone un límite en lo ligero que podríamos viajar. No se trata de un límite tecnológico, sino que se trata de un límite natural. Es decir, haciendo cuentas, la luz tarda poco más de un segundo en viajar desde la Luna a la Tierra y 8 minutos en llegar la luz del Sol hasta nuestro hogar. Aunque parece una velocidad muy alta, en el fondo, comparado con el vasto Universo donde las distancias son especialmente enormes, es casi ridícula. Es una velocidad demasiado lenta para poder moverse con cierta agilidad por el Universo.
2. Teoría General de la Relatividad. Publicada en 1916. Esta teoría nos explica como se comporta la gravedad para objetos muy masivos, es decir estrellas, cúmulos, galaxias, grupos de galaxias, etc. No está en contradicción la Ley de la Gravitación Universal de Isaac Newton (la de la manzana), más bien, se trata de una extensión de ésta, para objetos muy grandes.
   1. Nos entregó el concepto de la curvatura del espacio-tiempo. Es decir, cuando tenemos un objeto con mucha masa, curva el tejido espacio-tiempo, de tal manera que el espacio dejó de ser plano para tener diferentes curvaturas y rugosidades provocadas por las estrellas, galaxias y demás fauna interestelar.
   2. En el caso extremo de un objeto muy masivo puede ocurrir que el espacio-tiempo se rompa en una singularidad, de tal manera, que hasta cierta distancia nada puede escapar, ni la luz, porque provoca una curvatura a su alrededor extrema. Este objeto es conocido por Agujero Negro.
   3. Cuando a una estrella se le acaba el combustible que administra la fusión nuclear, la estrella colapsa. En función de su masa, se puede generar o bien una Enana Blanca, una Estrella de Neutrones o bien un Agujero Negro.

Los agujeros negros

Como hemos comentado la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein abrió la puerta a la posibilidad de unos nuevos objetos exóticos interestelares. Que, por cierto, son bastante difíciles de detectar, puesto que es como buscar una aguja oscura en un pajar sin ventanas ni lámparas. Sin embargo, este objeto, es capaz de emitir radiación en sus inmediaciones que junto con la ausencia de luminosidad le delata.

Los Agujeros Negros están compuesto de varios elementos:

• Singularidad. Es el centro del Agujero Negro y donde se concentra la masa en un pequeño espacio con una densidad muy alta. Además, la materia colapsa, es como si el entramado Espacio-tiempo se rompiera.
• Horizonte de Sucesos. Es el espacio alrededor de la Singularidad donde no puede escapar ni materia ni tampoco la luz, debido a la intensidad del campo gravitatorio.
• Esfera de Fotones. Es un lugar donde se generan fotones por el plasma caliente que rodea al agujero negro.
• Disco de Acreción. Es una zona fuera del Horizonte de Sucesos donde la materia, polvo y partículas giran a gran velocidad provocado por la intensa gravedad. Esto propicia una radiación en forma de Rayos X, que la podemos detectar desde la Tierra.

Gracias a su gran intensidad gravitatoria y al tratarse de un escombro de una estrella masiva, de una vida rápida, nos lo podemos encontrar en lugares donde hay alta concentración de estrellas. También hay que tener en cuenta, que cuando una estrella se queda sin su combustible de hidrógeno debido a la fusión Nuclear, progresivamente fusionará otros elementos, cada vez más pesados. Cuando alcanza el Hierro estallará en una supernova, lo que provoca una eyección de materiales al espacio, quedando en su lugar un Agujero Negro, representada por una singularidad, que es donde se concentra una gran cantidad de masa, rompiendo el espacio-tiempo.

El material expulsado por el estallido de la Supernova, se puede concentrar, de nuevo, por la gravedad y resurgirán otras estrellas, incluso planetas que lo orbiten, escombros de rocas, cometas, etc. Una vez más, la vida sucede después de la muerte.

Podríamos catalogar en 4 tipos de Agujeros Negros que dependen de su intensidad gravitatoria:

• Microagujero Negro. Se especula que son los que fueron creados en los primeros estadios del Universo. Con un tamaño cercano a un grano de arena, pero con una masa similar al Sol.
• Agujero Negro Estelar. También son muy especulativos. Se trataría de una Agujero de unos kilómetros de diámetro con una masa equivalente a varios soles.
• Agujero Negro Mediano. Son el producto de una estrella gigante que al final de su vida ha estallado en forma de Supernova proyectando materiales pesados además de hidrógeno y helio originando gracias a la atracción gravitatoria otras estrellas y generando un Agujero Negro del tamaño de la Tierra, pero con hasta 100 masa solares. Estos agujeros podrían estar repartidos por diferentes lugares de las galaxias.
• Agujero Negro Supermasivo. Son tan grandes que pueden tener el tamaño del Sistema Solar. Ubicados principalmente en el centro de las galaxias. Y posiblemente más fáciles de detectar por su influencia exterior, y por la radiación que son capaces de emitir.

Nuestro Sol, la estrella más cercana que conocemos y que nos proporciona la vida, entre otras cosas, posiblemente es una estrella de segunda o tercera generación. Rica en materiales pesados que ha generado el sistema planetario y gracias a las condiciones necesarios para que haya moléculas capaces de poder replicarse.

En 2019, como cuando mirábamos por el retrovisor de nuestro vehículo, se pudo fotografiar el primer agujero negro de la historia. M87* es el agujero negro situado en el centro de la galaxia Messier 87 que se encuentra a friolera distancia de 55 millones de años luz de nosotros. Su Horizonte de Sucesos tiene un tamaño 8 veces mayor que nuestro Sistema Solar, y es 6.500 millones de veces más masivo que el Sol.

Sin embargo, en esta ocasión se ha fotografiado el Agujero Negro que está en el centro de la Vía Láctea, nuestra galaxia, llamado Sagitario A*. Situado a 27.000 años luz de la Tierra y con un tamaño 4 millones de veces más masivo que el Sol, es decir unas 1.625 veces menos masivo que M87*. Podríamos decir, que hemos sido capaces de fotografiar este exótico objeto dentro de nuestra vecindad, lo cual le proporciona una emoción añadida.

¿Y qué importancia tiene este hallazgo?

No es una pregunta baladí el saber por qué es tan importante la fotografía presentada por la comunidad científica.

En varias ocasiones, como ha sido habitual, un avance científico implica de forma directa o indirectamente mejoras y beneficios al resto de la humanidad de forma inmediata o bien a lo largo del tiempo. Podríamos decir que precisamente el tiempo, es uno de los mejores jueces que han determinado qué implicaciones han generado una investigación concreta.

Hay investigaciones, también hay que decirlo, que han transitado de soslayo entre el resto de los mortales, incluso careciendo de repercusión dentro de la comunidad científica. Aquí radica la importancia de los comunicadores científicos haciendo verdad la frase: “si no se cacarea es como si no hubiese ocurrido”.

En otros casos, en cambio, los avances, las investigaciones han generado una época, el inicio de un estilo de vida. No podemos olvidarnos de la Revolución Industrial del Siglo XIX, cambios sociales generados por el Electromagnetismo y la Termodinámica. Como ha influenciado en nuestras vidas, la física cuántica, a nivel de salud, tecnología, comunicación, que estamos utilizando actualmente. Ya hablaremos sobre estos temas.

Aún así, es conveniente realizar una reflexión sobre los beneficios que nos va a proporcionar tener una fotografía más en nuestro álbum de la ciencia:

1. El conocimiento puro. Somos moléculas replicantes capaces de autoanalizar la naturaleza intentando conocer su funcionamiento. No debería parecernos extraño que tengamos, como sociedad, una insaciable curiosidad de los mecanismos de nuestro entorno.
2. Las técnicas utilizadas, los estudios, programas desarrollados para poder captar la imagen del Agujero Negro son avances que se materializarán en breve en un desarrollo tecnológico aplicado a herramientas populares. Del mismo modo ocurre, con la carrera espacial. La tecnología necesaria genera avances que se aplican en otros ámbitos y que hacen nuestras vidas un poco más sencillas.
3. Corroborar la Teoría General de la Relatividad. Estoy seguro de que a Albert Einstein le hubiera encantado poder ver en una fotografía el producto de su intuición y resoluciones matemáticas. Del mismo modo que ocurrió mientras aún estaba con vida, el 29 de mayo de 1919 con Eddington, que fue capaz de visualizar la desviación que provocaba el Sol en la luz que provenía de una estrella, durante un eclipse, demostrando los cálculos de la teoría sobre la curvatura del Espacio-tiempo por la gravedad. Una vez más, las matemáticas nos explican el funcionamiento del Universo, el movimiento de las galaxias, su composición, las estrellas y sus planetas. Una vez más las matemáticas son capaces de enseñarnos como comprender, predecir, analizar su propia composición.

Lo importante es que aún seamos capaces de fascinarnos con una fotografía que demuestra la Teoría de la Relatividad por la existencia de los agujeros negros o bien por la triple alienación entre el Sol la Luna y mi vehículo que se dirige hacia el Este, como un día cualquiera.