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Por qué la luz no sale de un agujero negro

Redacción de Miqo · 1 fuente

La luz no se frena: desaparece la dirección «afuera»

La imagen habitual es esta: para escapar de la Tierra necesitas una velocidad de unos 11 kilómetros por segundo, y cuanto más masivo es el cuerpo, más necesitas. Parece que el umbral de un agujero negro simplemente está por encima de la velocidad de la luz, y nada viaja más rápido que la luz. La respuesta es correcta, pero no el motivo: la luz no acelera ni pierde una carrera.

La velocidad de la luz siempre es la misma. Lo que cambia es el propio espacio-tiempo: la masa lo curva y un rayo sigue la trayectoria más recta entre las disponibles, más o menos como un avión vuela «recto», pero en el mapa traza un arco. Cerca del Sol esa curvatura es diminuta, pero se ha medido muchas veces.

Cerca de un agujero negro, la curvatura llega al límite. Justo por encima del horizonte, un rayo dirigido estrictamente hacia arriba aún escapa, pero uno dirigido en ángulo asciende, se curva y cae de vuelta. Cuanto más cerca del horizonte, más estrecho es ese cono de escape; en el propio horizonte se colapsa. Por debajo no hay ni una sola dirección que lleve hacia fuera.

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Destello al horizonteVuelve dentro

Altura que alcanza el rayo en el horizonte de sucesos

Entonces, ¿qué brilla en las imágenes de agujeros negros?

En 2019 se mostró la primera imagen de los alrededores de un agujero negro supermasivo, en la galaxia M87. No brilla el agujero, sino el gas incandescente a su alrededor; parte del anillo brillante son rayos que rodearon el agujero en arco y aun así llegaron hasta nosotros. La mancha oscura del centro es notablemente mayor que el propio horizonte: los rayos que pasan cerca también se curvan hacia dentro.

También hay una franja de transición. La luz emitida casi en el mismo borde llega hasta nosotros, pero estirada: la longitud de onda aumenta y los fotones llegan cada vez con menos frecuencia. Una linterna caída hacia dentro no se apagaría de golpe vista desde fuera: se enrojecería y se atenuaría hasta desaparecer por completo.

Dónde suele fallar la imagen de un agujero negro

Lo que más suele confundir es la palabra «absorbe». Desde lejos, un agujero negro atrae exactamente igual que cualquier cuerpo con la misma masa: si el Sol se convirtiera de repente en un agujero negro, las órbitas de los planetas no se moverían; simplemente haría oscuro y frío. Todo se vuelve especial solo muy cerca del horizonte.

  • Revisa la palabra «velocidad»: en el horizonte, la luz viaja igual de rápido que aquí.
  • Revisa la palabra «pared»: el horizonte es un límite, no una superficie; no hay nada que tocar.
  • Revisa la palabra «brilla»: en las imágenes brilla el gas alrededor; no llega nada de más allá del horizonte.
  • Revisa la palabra «absorbe»: desde lejos, el agujero atrae como una estrella de la misma masa.
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¿Por qué la luz no puede salir del horizonte de sucesos?

Fuentes

  1. El mecanismo lo describe la teoría general de la relatividad: la solución de Schwarzschild (1916) y el concepto de horizonte de sucesos. La primera imagen de los alrededores del agujero negro en la galaxia M87 fue obtenida por la colaboración Event Horizon Telescope en 2019

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