La Real Academia Sueca de las Ciencias otorgó el Premio Nobel de Física 2020 al británico Roger Penrose por descubrir que la formación de un agujero negro es una predicción sólida de la teoría general de la relatividad y al alemán Reinhard Genzel y la estadounidense Andrea Ghez, cuarta mujer en obtener este galardón, por encontrar un objeto supermasivo de este tipo en el centro de nuestra galaxia.
El investigador Roger Penrose de la Universidad de Oxford (Gran Bretaña) ha ganado la mitad del Premio Nobel de Física de este año “por el descubrimiento de que la formación de un agujero negro es una predicción sólida de la teoría general de la relatividad”, según anunció ayer en Estocolmo la Real Academia Sueca de las Ciencias.
La otra mitad se la reparten Reinhard Genzel, científico del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Alemania) y la Universidad de California en Berkeley (EE UU), y la profesora Andrea Ghez de la Universidad de California en Los Ángeles (EE UU) “por el descubrimiento de un objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia”.
Los tres galardonados comparten el premio por sus descubrimientos sobre uno de los fenómenos más exóticos del universo: el agujero negro. Penrose demostró que la teoría general de la relatividad conduce a la formación de este tipo de objeto, y Genzel y Ghez encontraron que uno invisible y extremadamente pesado gobierna las órbitas de las estrellas en el centro de la Vía Láctea. Un agujero negro supermasivo es la única explicación conocida actualmente.
Roger Penrose (Colchester-Reino Unido, 1931) utilizó ingeniosos métodos matemáticos para confirmar que estos objetos son una consecuencia directa de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. El mismo Einstein no creía que los agujeros negros realmente existieran, esos monstruos superdensos que capturan todo lo que entra en ellos. Nada puede escapar, ni siquiera la luz.
En enero de 1965, diez años después de la muerte de Einstein, Penrose demostró que los agujeros negros realmente se pueden formar y los describió en detalle. En su interior, los agujeros negros esconden una singularidad en la que cesan todas las leyes conocidas de la naturaleza. Su artículo innovador todavía se considera la contribución más importante a la teoría general de la relatividad desde Einstein.
Un agujero en nuestra galaxia
Por su parte, Reinhard Genzel (Bad Homburg-Alemania, 1952) y Andrea Ghez (Nueva York-EE UU, 1965) lideran cada uno un grupo de astrónomos que, desde principios de la década de 1990, se ha centrado en una región llamada Sagitario A * en el centro de nuestra galaxia. Las órbitas de las estrellas más brillantes y cercanas a ese núcleo de la Vía Láctea se han cartografiado con una precisión cada vez mayor.
Las mediciones de estos dos grupos concuerdan, y ambos encontraron un objeto invisible extremadamente pesado que en el centro de ese cúmulo revoltijo de estrellas, haciéndolas orbitar a velocidades vertiginosas. Aunque ‘pesa’ alrededor de cuatro millones de masas solares, ocupa una región no mayor que nuestro sistema solar.
Usando los telescopios más grandes del mundo, Genzel y Ghez desarrollaron métodos para ver a través de las enormes nubes de gas y polvo interestelar hasta el centro de la Vía Láctea. Extendiendo los límites de la tecnología, perfeccionaron nuevas técnicas para compensar las distorsiones causadas por la atmósfera terrestre, construyeron instrumentos únicos y se comprometieron con una investigación a largo plazo.
En conjunto, su trabajo pionero ha proporcionado la evidencia más convincente hasta la fecha de que en el centro de nuestra galaxia hay un agujero negro supermasivo.
“Los descubrimientos de los galardonados de este año han abierto nuevos caminos en el estudio de objetos compactos y supermasivos”, ha destacado David Haviland, presidente del Comité Nobel de Física.
“Pero estos objetos exóticos todavía plantean muchas preguntas que requieren respuestas y una investigación futura –concluye–. Y no solo preguntas sobre su estructura interna, sino también sobre cómo probar nuestra teoría de la gravedad en las condiciones extremas del entorno más próximo al agujero negro”.
Cuarta mujer con un Nobel de Física
Andrea Ghez, es la cuarta investigadora que consigue el Nobel de Física (tras Marie Curie en 1903, Maria Goeppert-Mayer en 1963 y Donna Strickland en 2018) y ha declarado: “Espero poder inspirar a otras mujeres jóvenes en un campo como este, que tiene muchos placeres, y si te apasiona la ciencia, queda mucho por hacer”.
Cómo se forma un agujero negro
Cuando una estrella masiva colapsa por su propia gravedad, forma un «agujero negro». Su diámetro tiende a cero, y su masa es tan densa y pesada que captura todo lo que pasa por su «horizonte de sucesos» (event horizon). Ni siquiera la luz puede escapar. En el horizonte de sucesos, el tiempo reemplaza al espacio y apunta solo hacia adelante. El flujo del tiempo lleva todo hacia una singularidad más lejos dentro del agujero negro, donde la densidad es infinita y el tiempo se detiene.
