El premio Nobel de Física 2020 reconoció los aportes teóricos invaluables de Roger Penrose y los trabajos observacionales de un equipo de astrónomos/as liderado por Reinhard Genzel y Andrea Ghez (quien se convirtió en la cuarta mujer en 109 años de historia en recibir el galardón en este rubro) por sus investigaciones y estudios para la comprensión de los objetos más extraños que se puedan imaginar: los agujeros negros. Estas regiones del universo, que a través de esfuerzos incalculables de la comunidad científica hoy se nos hacen cada vez más familiares, en algún momento fueron impensables hasta para Einstein.

Reinhard Genzel y Andrea Ghez comparten el Nobel en Física por su descubrimiento de un objeto estelar supermasivo —conocido con el nombre de "agujero negro"— que se halla en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

La hipótesis de la existencia de un agujero negro supermasivo ha sido argumentada durante la última década. En principio, las estrellas en la vecindad del centro de nuestra galaxia pueden ser utilizadas como partículas de prueba de la presencia de un agujero negro. Sin embargo, la densidad de estrellas en esa región de la galaxia es tan alta que estudios previos se han encontrado como en un callejón sin salida debido a las limitaciones instrumentales.

Otorgaron el Nobel de Física a tres especialistas en agujeros negros del universo

El británico Roger Penrose, el alemán Reinhard Genzel y la estadounidense Andrea Ghez fueron galardonados este martes con el Premio Nobel de Física por sus investigaciones sobre "los agujeros negros" del universo, de los que no se escapa ni siquiera la luz, anunció el jurado de Estocolomo.

Ghez hizo uso de imágenes con una resolución próxima al límite de difracción para construir un mapa del centro de nuestra galaxia con una resolución angular sin precedentes. Esas observaciones revelaron estrellas moviéndose a altas velocidades, cuyas órbitas implican la presencia de un agujero negro con una masa 3,7 millones de veces más grande que la de nuestro Sol, y concentrada en radio de aproximadamente 8800 veces el radio del Sol. Por su parte, Genzel –conjuntamente con su equipo– han desarrollado diferentes instrumentos para utilizarlos en observaciones astronómicas desde la Tierra y desde el espacio, con el interés de monitorear el movimiento de las estrellas alrededor del centro de la Vía Láctea. Como resultado de esas observaciones, Genzel y su equipo confirmaron la existencia de un agujero negro supermasivo en esa región del espacio. La medición de la velocidad de una estrella alrededor del agujero negro, publicada en julio de 2018, les permitió además brindar una confirmación adicional de la ley de la relatividad general.

Por su parte, Roger Penrose, que, si existiera un premio a la mente más brillante del último siglo, estaría en la lista de finalistas, despejó las dudas sobre la existencia teórica de los agujeros negros. En una época que ahora parece lejana, se pensaba que estos objetos, si bien aparecían dentro de las posibilidades brindadas por la relatividad general, no eran más que una extrañeza teórica, algo que desaparecería una vez que se entendiera mejor la teoría.

Penrose fue quien logró ese entendimiento al mostrar que, si se cumplía una serie de requisitos muy básicos, entonces era inevitable que se formaran agujeros negros. Lo hizo de forma magistral, no solo tomando la teoría y probando un teorema, sino además mostrando cuáles eran las herramientas matemáticas que hacían falta. De cierta forma, entendió y explicó cuál era el problema, y a la vez lo resolvió. La explicación básica de su resultado es bastante directa: si se tiene una cantidad de materia suficiente en una región del espacio, entonces la atracción gravitatoria de esa materia sobre sí misma hace que ocupe menos espacio; si ocupa menos espacio, entonces la atracción gravitatoria crece, y el proceso continúa en la dirección de que la materia tiende a colapsar.

El resultado por el que Penrose es premiado es mostrar que si se comienza con una cantidad suficiente de materia, entonces, pasado cierto límite, el colapso es inevitable e indefectiblemente se termina con un agujero negro.

Como todos los años, el premio Nobel en física pone de manifiesto avances significativos realizados en el entendimiento de la naturaleza y el universo. A la vez, nos proyecta hacia los logros del futuro, nos muestra que cosas que no entendíamos se pueden entender y que fenómenos impensables pueden hacerse familiares, y quizás no haya un ejemplo más claro de eso que los agujeros negros.

Sobre los autores

1. Andrés E. Piatti

Doctor en Astronomía

Profesor invitado de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - UNCUYO

Investigador independiente Conicet

ICB, Conicet-UNCUYO

2. Andrés Aceña

Doctor en Física

Profesor adjunto de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - UNCUYO

Investigador adjunto Conicet

ICB, Conicet-UNCUYO