Hay ideas que parecen sacadas directamente de una novela de ciencia ficción, pero que en realidad emergen de la investigación científica más rigurosa. A veces, incluso, lo que hoy suena inverosímil puede convertirse en el próximo gran salto de la humanidad. Tal como ocurrió con la detección de ondas gravitacionales —un logro impensable para Einstein y que tardó un siglo en llegar—, un grupo de científicos plantea ahora algo que puede parecer igual de descabellado: enviar una nave a un agujero negro. Tal como suena.
El astrofísico Cosimo Bambi, de la Universidad Fudan (China) y la Universidad de Nueva Uzbekistán, ha publicado un artículo en la revista iScience donde propone con argumentos físicos y tecnológicos sólidos una misión interestelar hacia un agujero negro cercano. “La posibilidad de una misión interestelar […] no es completamente irrealista”, escribe, dejando claro que se trata de una propuesta extremadamente ambiciosa, pero científicamente fundamentada.
Un laboratorio natural para probar la relatividad
Los agujeros negros son los objetos con los campos gravitatorios más intensos del universo. Su estudio no solo permite comprender su naturaleza, sino que ofrece una oportunidad única para poner a prueba los límites de la teoría de la relatividad general. Aunque esta teoría ha resistido todas las pruebas hasta ahora, los entornos extremos como los que rodean a un agujero negro podrían revelar desviaciones importantes.
En su artículo, Bambi explica que “los agujeros negros son laboratorios ideales para comprobar las predicciones de la relatividad general”, ya que permiten estudiar fenómenos gravitacionales imposibles de recrear cerca de la Tierra. Y añade: “Generalmente, no conocemos la estructura de un agujero negro, en particular la región dentro del horizonte de eventos. La relatividad general hace predicciones claras, pero algunas de ellas son ciertamente incorrectas”.
El problema es que estudiar estos objetos desde nuestro planeta implica muchas limitaciones. Las observaciones actuales, como las ondas gravitacionales o las imágenes del horizonte de sucesos, son indirectas y muy afectadas por el entorno astrofísico. Por eso, una sonda que se acercara físicamente a un agujero negro podría ofrecer datos imposibles de obtener por otros medios.
¿Hay un agujero negro cerca de la Tierra?
Uno de los desafíos clave de esta propuesta es identificar un objetivo viable. El agujero negro más cercano del que se tiene constancia está a unos 1.560 años luz. Demasiado lejos. Sin embargo, según cálculos de distribución estelar y poblaciones de objetos compactos, es razonable pensar que podría haber un agujero negro a solo 20 o 25 años luz de la Tierra.
Esa distancia es clave: si no se encuentra uno en ese rango, el viaje sería demasiado largo o exigiría tecnologías mucho más avanzadas. “Si el agujero negro está a más de 40 o 50 años luz, me temo que tendremos que rendirnos”, explica Bambi en el artículo de ScienceAlert.
¿Cómo detectar uno tan cercano? La mayoría de los agujeros negros son objetos aislados, sin emisión de luz visible, por lo que son extremadamente difíciles de localizar. Pero algunos métodos emergentes como el microlente gravitacional o la detección de radiación por acreción interestelar están mejorando nuestra capacidad de encontrarlos. Se trata, en parte, de una cuestión de suerte tecnológica y observacional en las próximas décadas.
La nave: un reto de ingeniería interplanetaria
El segundo gran desafío es la tecnología necesaria para alcanzar un agujero negro. Con los cohetes actuales, incluso la estrella más cercana está fuera de nuestro alcance práctico. Por eso, Bambi sugiere usar nanonaves impulsadas por velas de luz y aceleradas por potentes láseres terrestres. Este concepto ya está en desarrollo dentro del proyecto Breakthrough Starshot, que busca enviar pequeñas sondas a Alfa Centauri.
Una vez en movimiento, estas nanonaves —de unos pocos gramos— podrían alcanzar hasta un tercio de la velocidad de la luz. El viaje a un agujero negro a 20 años luz tomaría entre 60 y 75 años, y los datos tardarían otros 20 en regresar a la Tierra. Una misión total de unos 100 años, según estima el autor del paper.
El plan contempla una nave que se divida en dos o más unidades al llegar a las inmediaciones del agujero negro. Una orbitaría más lejos y enviaría los datos a la Tierra, mientras que otra se acercaría al horizonte de sucesos. Estas naves intercambiarían señales para registrar con precisión cómo se comporta la gravedad en esa región tan extrema del universo.
Las cuatro fases de la misión a un agujero negro
El plan propuesto por Cosimo Bambi contempla una misión organizada en cuatro fases fundamentales, cada una con sus propios desafíos técnicos y tiempos estimados. Esta secuencia proporciona una hoja de ruta clara para transformar una idea altamente especulativa en un proyecto de exploración interestelar plausible.
En la primera fase, la nave —una nanocápsula ligera equipada con una vela fotónica— sería acelerada desde la Tierra mediante un potente haz láser. Este impulso inicial duraría apenas unos minutos, pero permitiría que la nave alcanzara una velocidad cercana a un tercio de la velocidad de la luz. La aceleración requeriría una distancia de aproximadamente un tercio del espacio entre la Tierra y el Sol.
La segunda fase es el viaje interestelar propiamente dicho. A esa velocidad, una sonda podría llegar a un agujero negro situado a unos 20 o 25 años luz en un plazo de 60 a 75 años. Durante este tramo, la nave viajaría sin propulsión activa, navegando por el espacio interestelar hasta acercarse a su objetivo.
En la tercera fase, la nave tendría que modificar su trayectoria para colocarse en órbita del agujero negro. Esto implicaría pasar de una órbita abierta a una cerrada, una maniobra especialmente complicada sin sistemas de frenado convencionales. En ese momento, la nave podría dividirse en al menos dos sondas: una principal que mantendría una órbita segura y otra que se acercaría más al objeto para realizar mediciones más cercanas.
La fase final sería la más larga y crucial: ambas sondas realizarían los experimentos científicos planeados y enviarían los datos obtenidos hacia la Tierra. La comunicación se realizaría mediante señales electromagnéticas, y los datos tardarían al menos otros 20 años en llegar, dependiendo de la distancia del agujero negro objetivo.
Tres experimentos clave
Bambi describe tres pruebas principales que podrían realizarse en esta misión. La primera sería un test de la métrica de Kerr, la solución matemática que describe cómo debe comportarse el espacio-tiempo alrededor de un agujero negro rotatorio. La segunda, verificar si existe realmente un horizonte de eventos, es decir, si el agujero negro se comporta como predice la relatividad o si hay estructuras alternativas, como los “fuzzballs” propuestos por la teoría de cuerdas. La tercera consistiría en detectar posibles variaciones en las constantes fundamentales de la física en un entorno de campo gravitatorio extremo.
En relación con esta última, el autor propone comparar transiciones atómicas cuya energía depende de forma diferente de la constante de estructura fina (α). Si hubiera variaciones de esta constante en las inmediaciones del agujero negro, se observarían diferencias medibles en los espectros registrados por las sondas. Estos experimentos podrían abrir una ventana completamente nueva a la física fundamental.
Un proyecto para varias generaciones
La duración, los costes y la dificultad técnica hacen que esta propuesta no esté pensada para los próximos años, ni siquiera para una única generación. Pero eso no le resta valor. La historia de la ciencia está repleta de proyectos que comenzaron como ideas imposibles y terminaron marcando hitos en el conocimiento humano.
Bambi es consciente de ello. En el artículo original, recuerda que “la posibilidad de una misión interestelar para estudiar un agujero negro no es completamente irrealista, aunque sea ciertamente muy especulativa y extremadamente desafiante”. Su objetivo no es tanto construir ya una nave, sino abrir un nuevo horizonte de discusión científica sobre qué podemos hacer para estudiar mejor uno de los objetos más misteriosos del universo.
Tampoco es necesario desarrollar toda la tecnología desde cero para esta misión. Muchas de las herramientas, como los sistemas de propulsión o comunicación, pueden desarrollarse en paralelo con otras misiones interestelares, como las dirigidas a estudiar exoplanetas cercanos. La clave es integrar ese avance en un plan más ambicioso a largo plazo.
Referencias
Cortesía de Muy Interesante
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