¿Se puede evitar el dolor cuando te precipitas hacia el centro de un agujero negro?

Quizá hayan sido la literatura y, sobre todo, el cine de ciencia ficción los responsables de la divulgación y enorme popularidad de que goza entre toda clase de público un concepto tan abstruso, en principio, hasta para los astrofísicos, como es el de agujero negro.

Desde multitud de películas hasta los largometrajes y series de TV como la longeva y mítica Star Trek, cuentan entre varios de sus episodios más recordadoscon la inestimable y emocionante ayuda de estos monstruos, en ocasiones de dimensiones microscópicas, otras veces de proporciones estelares o incluso galácticas, pero siempre con la misión de aportar el elemento de tensión imprescindible en toda trama que se precie y pretenda hacer las delicias de los aficionados al género.

Los extraños objetos que hoy en día conocemos como agujeros negros, denominación que se debe al físico estadounidense John A. Wheeler (1911-2008), quien lo acuñaría en 1969, lo eran ya en el siglo XVIII, gracias a los trabajos de John Michell (1724-1793) y Pierre Simon de Laplace (1794-1827). Estos dos personajes se habían planteado, prácticamente de forma simultánea, la posibilidad de que una estrella fuese lo suficientemente pesada y densa, con un campo gravitatorio tan intenso como para que la velocidad de escape en su superficie superase a la velocidad de la luz. Dichos objetos serían completamente negros y su radio dependía en proporción directa de su masa. Hasta 1969 el nombre con que se designaba a estas estrellas negras era “estrellas en colapso gravitatorio completo”.

Hubo que esperar hasta la formulación, en 1915, de la teoría de la relatividad general por parte de Albert Einstein (1879-1955) para que el concepto de agujero negro adquiriese un nuevo significado en el mundo de la física. En 1916, apenas un año después de su publicación, el físico y astrónomo alemánKarl Schwarzschild (1873-1916), sería el primero en encontrar la solución correspondiente a las ecuaciones de campo formuladas por el genio de Ulm.

La forma tradicional de resolver las ecuaciones de Einstein consiste en introducir en ellas la distribución particular de masa-energía (una estrella del tipo que sea: gigante roja, enana blanca, de neutrones, etc.; o también un planeta, agujero negro,…) y a continuación obtener la curvatura o deformación del espacio-tiempo a que da lugar.

Schwarzschild afrontó el problema de un objeto masivo, perfectamente esférico y estático (sin movimiento de rotación), pero halló que el mismo radio que habían obtenido Michell y Laplace coincidía ahora con el de una esfera imaginaria que rodearía a la estrella en colapso gravitacional. Concluyó que la luz no podría escapar de dicha esfera. En su honor, actualmente conocemos a este radio como radio de Schwarzschild. Por otra parte, la superficie de la esfera imaginaria representa aquella región suficientemente cercana al agujero negro como para que nada de lo que se encuentra en su interior se pueda resistir alenorme tirón gravitatorio y recibe el nombre de horizonte de sucesos o de eventos. Más aún, como hemos visto, dicho horizonte presenta una forma esférica y, justamente en su centro,la curvatura del espacio-tiempo es infinita, es decir, se encuentra lo que los físicos denominan una singularidad espacio-temporal.

Aunque al principio una gran parte de la comunidad científica, incluido el propio Schwarzschild, pensaba que los agujeros negros únicamente constituían soluciones matemáticas de las ecuaciones de la relatividad general, sin ninguna realidad física en correspondencia con objetos astronómicos reales, tras décadas de investigación, pocos son los que dudan de su existencia en la actualidad, gracias a las abundantes evidencias observacionales reunidas.

Una vez “demostrada” la realidad de los agujeros negros, los astrofísicos empezarona  hacerse preguntas mucho más estimulantes, en ocasiones incluso extravagantes: ¿qué hay en el interior del horizonte de sucesos? ¿Son absolutamente negros los agujeros negros? ¿Es real la singularidad o tan sólo una consecuencia del fallo de la teoría en unas condiciones llevadas al límite? ¿Qué presenciaría un astronauta que se aventurase hacia la singularidad? ¿Qué sucedería a medida que se acercase cada vez más a la misma? Y muchas otras más.

Todas las cuestiones anteriores resultan de gran interés y pueden dar lugar a discusiones sobre temas tan sugerentes y variados como la gravedad cuántica (uno de los problemas más fundamentales a los que se enfrenta la física actual) o la radiación de Hawking (partículas subatómicas emitidas desde la frontera del horizonte de sucesos por los agujeros negros, que conducen, con el tiempo, a su “evaporación” y, por tanto, posterior desaparición). Sin embargo, quiero centrarme en esta ocasión en la última de ellas, la referente a lo que sucedería a un astronauta lo suficientemente osado como para intentar penetrar más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro de Schwarzschild.

Multitud de textos y artículos divulgativos han abordado la problemática de la nave espacial que observa al astronauta en su caída desde una distancia segura y le ve precipitarse cada vez más despacio (a causa de la dilatación del tiempo con la intensidad del campo gravitatorio) al mismo tiempo que la luz recibida va experimentando una desviación hacia la parte del espectro electromagnético correspondiente a las longitudes de onda más largas, hasta desaparecer finalmente ante los ojos de la tripulación. Pero que el osado astronauta desaparezca de la vista no significa en absoluto que no siga ahí, con su periplo sin retorno. Una vez traspasada la frontera del horizonte de eventos, la suerte está echada… ¿o no?

Veamos, a medida que nuestro protagonista se precipita más y más hacia el centro del agujero negro, hacia la misteriosa singularidad, comienza a experimentar las demoledoras consecuencias de la intensa gravedad, los terribles efectos de marea.

En efecto, supongamos que el astronauta comienza a caer hacia el agujero negro y lo hace a lo largo de la dirección radial, con los pies por delante, por ejemplo (no, aún no es un cadáver, eso vendrá enseguida). La curvatura del espacio-tiempo es tan pronunciada que la fuerza experimentada por los pies es mucho mayor que la experimentada por la cabeza, a pesar de estar separadas ambas partes del cuerpo por apenas unas cuantas decenas de centímetros (en campos gravitatorios poco intensos, como el de la Tierra, pongamos por caso, esta diferencia resulta insignificante). De hecho, dichas fuerzas (dirigidas a lo largo de la línea que une los pies con la cabeza) varían inversamente con el cubo de la distancia al centro del agujero negro, con lo que crecerán muy rápidamente a medida que nos acerquemos a él.

Algo completamente análogo ocurre también en las otras dos direcciones perpendiculares (aunque son un 50% menos intensas que las primeras), es decir, a la distancia entre los hombros y a la distancia entre el pecho y la espalda. La consecuencia de todo esto es que el cuerpo se estirará a lo largo de su longitud y, al mismo tiempo, se encogerá en las otras dos direcciones hasta límites insospechados, provocando finalmente el desmembramiento total. A estefenómeno se le conoce popularmente en la literatura de agujeros negros como “espaguetización” o “espaguetificación”.

Espaguetización

De hecho, efectos sumamente desagradables comienzan a manifestarse a partir del momento en que las fuerzas de marea superan, aproximadamente, en un factor diez el peso del astronauta (este es el límite, más o menos, que soportan los pilotos de combate a bordo de sus aviones), lo que sucede para agujeros negros con masas inferiores a unas 13800 masas solares o, equivalentemente, con radios de Schwarzschild (tamaños del horizonte de eventos) por debajo de 40000 km.

La buena noticia es que el sufrimiento que experimentará el astronauta, desde el instante en que alcanza la distancia crítica para la que los efectos de marea comienzan a ser insoportables hasta que se precipita sobre la singularidad, no se prolongará durante más de 90 milésimas de segundo, según los cálculos estimativos para una persona con una estatura de 1,80 metros (independientemente de la masa del agujero negro).

A la vista del resultado anterior, no parece que se pueda hacer mucho por la vida del infortunado viajero. No obstante, puede que aún reste una posibilidad. Tomad un respiro, inspirad profundamente, expulsad el aire y seguid leyendo un poco más. Después, podréis opinar.

Veamos, el problema al que nos enfrentamos es serio, realmente serio y hay que empezar por admitirlo. Desde que la gravedad supera el valor crítico anteriormente aludido hasta alcanzar finalmente la singularidad, haya lo que haya allí, apenas disponemos de escasamente una décima de segundo (en tiempo propio del astronauta, es decir, el que marca un reloj que él llevase consigo que, como ya advertimos anteriormente, es distinto que para un observador externo). ¿Cabría la posibilidad, por remota que fuere, de reducir este tiempo, aliviando parte del sufrimiento del viajero? Pues bien, la respuesta es sí.

Recordad que el agujero negro tira con más fuerza de los pies que de la cabeza, estirando y deformando el cuerpo del astronauta a lo largo de su longitud. Además, lo comprime en las otras dimensiones haciendo que los hombros tiendan a juntarse, al igual que tórax y espalda. Entonces, ¿no podríamos diseñar una estructura que compensase todos estos efectos perniciosos?

En agosto de 2003, los astrofísicos J. Richard Gott, de la Princeton University, y Deborah Freedman, de Harvard, encontraron una solución al dilema. Se les ocurrió que sería posible construir una especie de salvavidas gravitatorio, un dispositivo similar a un flotador como el que usan los niños en la playa. Disponiéndolo alrededor de la cintura del astronauta y con untamaño y masa apropiados generaría su propia gravedad.

El salvavidas constaría de cuatro anillos más delgados, cada uno de ellos con la cuarta parte de la masa total, concéntricos dos a dos (con radios ligeramente distintos) y situado un par justamente encima del otro, también a corta distancia. Con esta disposición, el campo gravitatorio que produce la misma estructura ejercerá, debido a su simetría particular, fuerzas opuestas sobre cada hombro y hacia afuera en la dirección radial, tendiendo a alejarlos entre sí. Lo mismo ocurriría con las partes delantera y trasera del cuerpo. En cambio, a lo largo de la línea que une los pies con la cabeza sucedería todo lo contrario, es decir, los anillos tirarían, respectivamente, hacia arriba de los primeros y hacia abajo de la segunda, acercándolos entre sí y compensando así el estiramiento producido por el agujero negro.

Gott y Freedman encontraron que resultaría suficiente con que el radio del salvavidas gravitatorio disminuyese proporcionalmente con la distancia a la singularidad. A medida que el astronauta se aproximase más y más al centro del agujero negro, los anillos se irían estrechando, acercándose a la cintura de aquél.

Sin embargo, aún restaban algunas dificultades. La primera y más seria era la que tenía que ver con el propio peso del salvavidas y que provocaría su colapso sin remedio. La solución propuesta por los dos astrofísicos consistiría en dotar a los anillos con una carga eléctrica positiva de una magnitud idéntica a su masa, de tal manera que la atracción gravitatoria se cancelase exactamente con la repulsión electrostática (tened en cuenta que, tanto la ley de Coulomb como la ley de la gravitación de Newton, ambas afirman que las fuerzas de interacción eléctrica y gravitatoria varían en proporción directa a las cargas y masas, respectivamente, y en proporción inversa con el cuadrado de la distancia; así, si la carga y la masa son idénticas en magnitud, las fuerzas eléctrica y gravitatoria también).

En segundo lugar, y derivado de todo lo expuesto en el párrafo anterior, se encuentra el problema del intenso campo eléctrico producido ahora por el salvavidas cargado y que afectaría gravemente a la integridad del astronauta (si pretendemos prolongar su vida mientras cae al agujero negro, no le matemos con el salvavidas; sería una contradicción doble). Así pues, éste debería estar encerrado y protegido en el interior de una estructura esférica hecha a base de un material conductor de la electricidad (un metal, por ejemplo) y de un tamaño similar al de su ocupante.

Una estructura como ésta se denomina jaula de Faraday y su funcionamiento está basado en la imposibilidad de los campos eléctricos para penetrar en su interior. Las jaulas de Faraday son empleadas a diario en la protección de toda clase de dispositivos electrónicos delicados frente a picos de intensidad de corriente eléctrica inesperados, por ejemplo. Debido a su tamaño, relativamente pequeño en comparación con las dimensiones de los anillos que conforman el salvavidas gravitatorio, la jaula no perturbaría apenas el efecto de éste sobre el astronauta.

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El tercer y “último” contratiempo también guarda relación con el intenso campo eléctrico generado por el salvavidas cargado. En efecto, tal y como predijo en 1951 Julian Schwinger (1918-1994), Premio Nobel de Física en 1965, junto a Richard Feynman y Shinichiro Tomonaga, por sus contribuciones en el campo de la electrodinámica cuántica, un enorme campo eléctrico daría lugar a la generación de pares de partículas y antipartículas, en concreto, electrones y sus contrapartidas, los positrones.

Este efecto, conocido como efecto Schwinger, haría que los anillos del salvavidas (recordad que estaban cargados positivamente) repeliesen, por un lado, a los positrones (que también poseen carga eléctrica positiva) haciéndolos escapar y, por otro, atrapasen a los electrones (dotados con carga negativa), con lo que el salvavidas se iría descargando paulatinamente, pudiendo colapsar nuevamente a causa de su propio campo gravitatorio. La escala temporal en que tiene lugar la descarga depende tanto del tamaño de los anillos como de sus masas y, por tanto, conviene hacer que sea siempre superior al tiempo empleado por el astronauta en alcanzar la singularidad.

Gott y Freedman encontraron que los tres problemas expuestos más arriba quedarían subsanados empleando un salvavidas gravitatorio con una masa de 12800 billones de toneladas (comparable a la de un asteroide mediano) y un diámetro de 56,94 metros. La estructura sería capaz de hacer soportables fuerzas de marea de hasta 67600 veces el peso del astronauta. Con ello, el lapso de tiempo comprendido entre el comienzo de los efectos intolerables y la llegada a la singularidad central se reduciría en casi un factor 26, de las consabidas 90 milésimas de segundo hasta unas 3,46 nada más. Por su parte, la descarga de los anillos por creación de pares electrón-positrón emplearía 1,3 segundos y resultaría irrelevante.

En esas poco más de 3 milésimas de segundo, el efecto Schwinger predice la aparición de 15 cuatrillones de pares electrón-positrón. El papel de la jaula de Faraday sería decisivo en esta situación de bombardeo constante sobre el astronauta. En cambio, si la masa del salvavidas se redujese hasta los 5650 billones de toneladas y su diámetro hasta 48,32 metros, entonces el tiempo de caída en la singularidad se prolongaría ligeramente hasta las 4,08 milésimas de segundo, pero ahora con la ventaja añadida de que apenas si habría tiempo de que se crease una cantidad significativa de pares electrón-positrón antes de que el astronauta alcanzase el centro del agujero negro.

Es más, con toda seguridad el astronauta ni se daría cuenta de lo que le habría matado, ya que en ese intervalo de tiempo tan reducido, los impulsos nerviosos que transmitirían la señal de dolor al cerebro no llegarían, como es bien sabido desde que en 1849 Emil du Bois-Reymond desarrollase el primer galvanómetro capaz de medir la corriente eléctrica de la actividad muscular y, al año siguiente, Hermann von Helmholtz demostrase que la electricidad viajaba por los nervios de las ranas a velocidades comprendidas entre unos pocos y algunas decenas de metros por segundo, prácticamente igual que en los seres humanos.

Finalmente, de todo lo aprendido hasta aquí se pueden extraer algunas conclusiones que pueden resultar de gran utilidad:

  • En caso de querer emprender una expedición hacia el interior de un agujero negro, la postura corporal más adecuada sería la consistente en adoptar la posición fetal, pero con la línea que une los hombros situada en la dirección radial, dirigida hacia la singularidad, lo que proporcionaría un “tiempo de sufrimiento” de 45,5 milésimas de segundo (prácticamente la mitad que en el primer caso, sin salvavidas). Así, con un salvavidas gravitatorio de tan sólo 14,28 metros de diámetro a la distancia de seguridad y con una masa de 833 billones de toneladas la mejora se reduciría hasta solamente 1,75 milésimas de segundo.
  • Podría suceder que nos aventurásemos, accidentalmente o no, en una región inexplorada del espacio donde las fuerzas de marea resultasen desconocidas. En tal caso, lo más sensato sería ir equipado con un salvavidas en forma de cáscara o corteza esférica hueca y también cargado eléctricamente con una carga igual a su masa (exactamente como procedíamos en el caso de los anillos para un agujero negro de Schwarzschild) de tal forma que se pudiesen ajustar automáticamente los radios de los distintos anillos que conforman la cáscara según fuesen las distintas curvaturas espacio-temporales con que nos fuésemos encontrando.
  • Un análisis similar al realizado hasta ahora podría extenderse al caso de agujeros negros mas realistas, los dotados de movimiento de rotación, también conocidos como agujeros negros de Kerr, en honor al matemático neozelandés Roy Kerr (1934-). Estos agujeros negros no presentan una singularidad puntual en su centro, sino en forma de anillo delgado. Gott y Freedman han especulado con que una variante de su salvavidas gravitatorio anular podría acaso permitir al astronauta sobrevivir durante un tiempo suficiente como para atravesar la singularidad y llegar quizá hasta…

EPÍLOGO

Puede que los lectores del artículo anterior se sientan inclinados a pensar que el problema analizado, así como la solución propuesta, tan sólo presentan un interés meramente académico, sin ninguna posibilidad de constituir una contribución real y práctica a las potenciales misiones espaciales futuras al interior de un agujero negro también real, donde un astronauta se encontraría amenazado por una serie innumerable de peligros, seguramente insalvables, que quizá dejaría en poco menos que ridícula la preocupación por el diseño y construcción de un dispositivo como el descrito en las páginas anteriores. Precisamente, en este sentido se han manifestado no pocos colegas de los autores del trabajo original, Gott y Freedman.

No obstante, la historia de la ciencia, en general, y de la física, en particular, nos han enseñado en multitud de ocasiones que de una cuestión, en principio, banal u ociosa puede llegar algún día a surgir todo un vasto campo de investigación sin sembrar y que, con el paso de los años, proporcione una fructífera cosecha. Al fin y al cabo, la ciencia ha avanzado y avanza gracias a los locos que siempre han comprendido que el horizonte está en los ojos, nunca en la realidad.

Fuentes y referencias

29 Comentarios

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Scientia

Querido Sergio, ha merecido la pena esperar tanto tu regreso por estos lares. Espectacular artículo que solamente tú eres capaz de escribir. Solamente te voy a pedir un favor. Aunque sabes que leo todos y cada uno de tus artículos en tu blog, no tardes tanto en volver a escribir uno de estos en Naukas.com. Eres grande, pequeño.
Besinos
Jose

Sergio L. Palacios

Gracias, Jose. Los ánimos que recibo de lectores fieles como tú son de laos pocos alicientes que me quedan para seguir escribiendo. Estoy cada vez más cansado y falto de ilusión, sinceramente.

No sé cuanto tiempo tardaré en volver a aparecer por aquí porque yo soy un tipo que funciona a rachas y nunca cambiaré. Otros, como tú, sabéis mucho más que yo de todo y por eso podéis escribir con más frecuencia.

Te envidio.

Besinos.

nemehtnemeht

Leyendo tu artículo me surge una duda.
¿Como afectaría el acercamiento a la singularidad al tiempo subjetivo del astronauta?

Gracias por estos artículos.

JM Mulet

Respondiendo al título: Si, se puede. Solo hay que tomarse un Nolotil o cualquier otro analgésico antes de precipitarse al agujero negro.

JavierJavier

Pues si, creo que se evitaría el dolor ya que llegarías inconsciente mucho antes de acercarte.
A partir de 5g cualquiera que no estuviese entrenado se desmallaría, pudiendo llegar a un máximo de 9-10g aquellos que si están entrenados. A partir de 30-60g nuestro cuerpo colapsaría.
De esa no te salvas ni haciendo la “croquetilla”

AbraxasAbraxas

Estar inconsciente no es garantía de no sentir dolor. Que no puedas gritar no significa que no te duela ;-P

PuntualizadorPuntualizador

Bueno, tengo que atacar un mito que ya circula tan abundantemente que mucha gente no va a creer lo que voy a escribir:

Lo que se llama “soluciones de Schwarzschild” no son ni soluciones ni son de Schwarzschild, algo que todo el mundo puede verificar -de ahí la importancia de citar en ciencia- en la comunicación original de 1916. La “solución” y el modelo asociado son de David Hilbert (atribuidos desde entonces a Schwarzschild, que el pobre ni llegó a enterarse nunca), que a su vez desarrolló otra solución de Johannes Droste, y no son pocos los matemáticos que opinan que la solución de Hilbert es errónea. Claro que lo que pasa es que las soluciones de Schwarzschild y de Dronte *no tienen* agujeros negros. Es decir, que el concepto mismo de horizonte de sucesos *no está* en la relatividad, ni Einstein pudo decir nada al respecto, mayormente porque la solución general de las ecuaciones de campo einstenianas coinciden con las de Schwarzschild y Dronte, no con la de Hilbert (espero que se entienda la importancia de esto).

Que el artículo original de Schwarzschild precisamente prueba que NO pueden existir los agujeros negros: está aquí,
http://arxiv.org/abs/physics/9905030
«Translation by S. Antoci and A. Loinger of the fundamental memoir, that contains the ORIGINAL form of the solution of Schwarzschild’s problem. The solution is regular in the whole space-time, with the only exception of the origin of the spatial co-ordinates; consequently, it leaves no room for the science fiction of the black holes. (In the centuries of the decline of the Roman Empire people said: “Graecum est, non legitur”…). »

La historia del horizonte de sucesos y demás asociada a Schwarzschild es, como digo arriba, en realidad obra de David Hilbert, en este artículo te lo cuentan (de uno de los traductores del anterior):
http://arxiv.org/abs/physics/0310104
«The very early dismissal of Schwarzschild’s original solution and manifold, and the rise, under Schwarzschild’s name, of the inequivalent solution and manifold found instead by Hilbert, are scrutinised and commented upon, in the light of the subsequent occurrences.
It is reminded that Hilbert’s manifold suffers from two defects, that are absent in Schwarzschild’s manifold. It does not admit a consistent drawing of the arrow of time, and it allows for an invariant, local, intrinsic singularity in its interior. The former defect is remedied by the change of topology of the extensions proposed by Synge, Kruskal and Szekeres. The latter persists unaffected in the extensions, since it is of local character. »

Los datos están ahí para quien los quiera leer.

Roberto CondeRoberto Conde

Para los pocos escépticos que queden sobre la existencia de los agujeros negros, les recomiendo que lean a Stephen J. Crothers.
Es uno de los que alegan que la solución de Hilbert es una corrupción de la de Johannes Droste.

YoYo

Perdón por mi ignorancia, pero me he quedado pensando algunos trasfondos “filosofales” sobre el tema tratado.

Mi cuestion es, si el astronauta es estirado, mas a la velocidad que es estirado, porque no es desgarrado, ni desmembrado, es estirado, ¿puede sentir el dolor de las piernas si estas miden mas de 4’5m? porque si palma en 45 milesimas la señal nerviosa no llega al cerebro.

Luego, acerca del estiramiento, si coges un humano cualquiera, y lo estiras, lo desmembras, en la edad media hicieron profundos experimentos sobre el tema, así que me resulta chocante como un agujero negro puede estirarte sin desgarrarte a cachos. Me planteo que si estira por una alteración gravitacional, dicha estiración sera también patente en las dimensiones espaciales, por lo que el humano no debería sentir nada especial, como mucho una aceleración en las piernas hasta que la distancia de estas fuese mayor que la velocidad de transmisión nerviosa; pero dolor no lo contemplo, no veo torsiones ni puntos de anclaje con los que producir lesiones durante la absorción del astronauta.

También me planteo acerca de la percepción del tiempo, si esta es desigual en el astronauta, es decir, la velocidad nerviosa de sus pies es mas lenta que la de su cabeza ¿como percibiría esto? ¿es mas, lo percibiría? ¿se podria producir el dolor pero no llegarle a la cabeza? ¿y que pasa con la cabeza en si? ¿como seria el dolor de estirar la psique en el tiempo? Porque si al dolor del cuerpo le dedicas un articulo, creo que a la cabeza le tendrías que dedicar otro ¿como pasarías la ultima milésima? se te haría eterna? tendrías un desfase temporal entre funciones cerebrales? como seria la muerte? cuanto tiempo tardarías en percibirla?

PuntualizadorPuntualizador

Si te desmiembran, sientes dolor generado por tu cerebro (esto también está relacionado con los “miembros fantasma”, que muchas personas com amputaciones sienten dolor *en el miembro amputado* -que no existe, está claro), y no directamente por la parte amputada, que obviamente no puede hacer llegar la señal nerviosa. Como bien apuntas, en los experimentos del pasado (mucho mejores los romanos, los medievales eran puros aficionados) se sabía esto perfectamente. Una tortura muy romana consistía en ir arrancando pedazos de carne en zonas no vitales con tenazas al rojo vivo, prolongándose esto durante días. Piensa que la crucifixión era el método estándar de ejecución escogido por su humanidad…

YoYo

Entonces, en el momento en el que tus pies se desfasaran en el tiempo lo suficiente con tu cabeza sentirías dolor aunque no pudieses sentirlos físicamente?

PuntualizadorPuntualizador

Ni idea. Para mí todo lo relacionado con AN es un puro disparate, y lo cierto es que estoy un poco molesto con la frivolidad que han llegado a ocupar en el Olimpo científico y paracientífico (y magufo ya ni hablemos, he leído burradas de todos los colores y tallas). Lo primero que se rompen son todas las leyes de la física, piensa en que el detallito de cómo hace sentir su campo el AN tardó décadas en encontrar una salida que está cogida con pinzas aún todavía (si asumimos el gravitón como partícula de intercambio, el gravitón obviamente no puede escapar del AN y éste no ejercería campo alguno más allá de su horizonte de sucesos), si es que eso de la virtualidad de partículas no es una salida por la tangente que no pueda ser, algo también pendiente de verificación, si nos ceñimos a las ecuaciones de campo tal cual, vemos que la solución de Hilbert como digo arriba es errónea, y que el propio Schwarzschild probó que en el ámbito de la relatividad un AN no tiene sentido (y no puede existir).

Todo esto no quiere decir que los AN no existan, eso es la realidad la que tiene la última palabra. Pero nuestra base teórica sobre ellos es totalmente inconsistente cuando no abiertamente contradictoria. En realidad, sólo tenemos lo que parecen ser campos gravitatorios de una fuerza descomunal constreñidos a volúmenes muy pequeños. A día de hoy no se ha podido probar que exista un AN (todavía, es posible que en pocos años se acoten una serie de cosas y se pueda probar su existencia más allá de toda duda razonable… o no), parece claro que existen objetos que se comportan de un modo muy similar a lo que pensamos que es un AN, pero podría ser simplemente que la naturaleza no permita que la velocidad de escape alcance c por cualquier motivo. En este escenario (por decir uno cualquiera), tendríamos objetos que se parecen mucho pero ninguno de estos problemas que vienen de serie (no existiría el horizonte de sucesos y no existiría ninguna ruptura de las leyes de la física, aunque desde luego habría escenarios tan o más alucinantes). Siempre me ha llamado la atención la forma de los chorros relativistas que se atribuyen a los AN, no sé si es la poca idea que tengo de cinemática relativista o yo diría que toman unas trayectorias de todo punto anómalas para ser lo que pretendemos que son (vamos, que no les veo forma hiperbólica por ninguna parte).

Pero vamos, que esto de los AN se ha desmadrado muy mucho. Como todo en cosmología, que es un bestiario medieval de artefactos. Tampoco creo que sea descartable que no sepamos ni interpretar lo que estamos viendo, no sería la primera vez en la historia de la ciencia ni obviamente será la última. Para terminar, todos los cálculos en cosmología están apoyados en una especie de escalera, en cuyo primer peldaño están las estrellas más próximas a nosotros (hasta unos 50 años-luz) cuya distancia se calcula directamente por el viejísimo método de la triangulación trigonométrica (aquí llamado paralaje). Existen una variedad de escenarios que nos muestran que estos cálculos podrían estar errados en márgenes de hasta el 20%, así que calcula lo que eso significa a distanciass literalmente cósmicas.

Todo esto es normal: hacia abajo podemos “ver”, tanto en espacio como en tiempo, hacia arriba el Cosmos nos supera y nos abruma.

PuntualizadorPuntualizador

No te preocupes, siempre que la Ciencia se cargó uno de nuestros mitos o uno de nuestros artefactos (llámale flogisto o éter o fuerza vital o determinismo newtoniano) fue para traernos en su lugar un escenario muchísimo más interesante, espectacular y alucinante xD (y totalmente desconocido hasta ese momento). Tumbar abajo un prejuicio cultural de estos calibres sólo se logra con un impacto de realidad pura y dura.

Vamos que si al final resulta que no existen, no te preocupes que lo que los sustituya será muchísimo más alucinante de lo que pudiéramos jamás imaginar así le diéramos a las neuronas dos eras geológicas seguidas sin parar.

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CidraqueCidraque

Lo que no acabo de entender es que pintan ahí esas “reproducciones” de Mundo Anillo de Larry niven…

JuanJuan

¿De dónde sale el cubo en la dismunición inversamente proporcional de fuerzas en el cuerpo?

Perotinus23Perotinus23

Esencialmente, de que las fuerzas de marea son los gradientes de las fuerzas gravitatorias, las cuales a su vez son los gradientes del potencial gravitatorio. Para una masa central esférica, la dependencia de r es proporcional a 1/r para el potencial y proporcional a 1/r^2 para las fuerzas (que son los gradientes del potencial). Estos dos resultados son bien conocidos. Viendolos juntos, no resulta dificil intuir sin hacer los cálculos que para las fuerzas de marea (que son los gradientes de las fuerzas gravitatorias ordinarias) la dependencia de r debe ser proporcional a 1/r^3 . El resto, incluyendo los factores -1, -1, 2 que Sergio indica de pasada según que afecten a las direcciones transversal, transversal o radial, y la adaptación a la gravitación de Einstein (en la que r no es exactamente la distancia al centro') son sutilezas de universitario’.

PS. ?Acepta código LaTeX en los comentarios?

ApoplejicoApoplejico

De las geodésicas de la métrica de Schwarzschild, en la ecuación de movimiento radial aparece un término extra en la fuerza, a parte del ya conocido inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, que depende de la inversa del cubo de la distancia.
http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9...hwarzschild

Aunque es más visual si se ve la ecuación referida al tiempo propio.

DarkSapiens

Jajaja, precisamente iba a comentar para decir que cada vez me iba viniendo más a la cabeza la cápsula de la película Contact, diseñada para atravesar agujeros de gusano… ¿Casualidad? ;)

Por fin he podido sacar un rato para leer esta entrada, Sergio. Espectacular… :D

ManuelManuel

Una solución similar pero más “factible” la propuso Robert Forward en su novela “Huevo de Dragón”. Bien es cierto que se trata no de un agujero negro, sino de una “simple” estrella de neutrones de 20 km de diámetro, 67 mil millones de “g” superficiales, con un periodo de rotación de 0,2 s. Pretenden ponerse dentro de una astronave en órbita astrosincrónica a 400 km de la superficie. Casi nada de fuerzas de marea…

La solución es colocar una corona de 6 asteroides orbitando unos cientos de metros más allá del punto orbital de la nave, de forma que giran rápidamente en un anillo, que hace el papel del anillo del que habla Sergio. Los asteroides están comprimidos al tamaño de una pequeña estrella de neutrones. Las fuerzas de marea de la estrella se compensan con las de la corona gravitatoria y los astronautas de mueven casi en ingravidez (están en caída libre sin fuerzas de marea…).

Para redondear, durante las maniobras orbitales los astronautas se introducen en tanques de agua que “deslocalizan”, vía las leyes de la hidrostática, las fuerzas de marea.

Un lujo de CF hard. Muy recomendable.

UhlalaUhlala

Puntualizador: la existencia de agujeros negros está probada en RG. Chekea los correspondientes teoremas de Hawking y Penrose.

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