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El Nobel de Física 2020, en cinco claves

El Nobel de Física 2020, en cinco claves
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P.B./J. de J.

Tres investigadores, el inglés Roger Penrose, el teutónico Reinhard Genzel y la estadounidense Andrea Ghez, han rebaño este martes el premio Nobel de Física por sus descubrimientos sobre los agujeros negros, «los secretos más oscuros del Universo», según la Vivo Entidad de Ciencias sueca. Explicamos el galardón en cinco claves.

¿Qué es un agujero triste?

Un agujero triste es una masa tan pesada que puede doblar el espacio y el tiempo. Es un concepto tan universal que incluso Albert Einstein, el responsable de teorizar acerca de estos «monstruos» creados por la golpe de estrellas gigantes, no tenía claro que existieran en existencia. Son tan voraces que no solo son capaces de atrapar la luz -de ahí que no se puedan ver a simple vista-, sino igualmente la materia y el propio espacio-tiempo en su interior.

Encima, los hay de varios tipos y tamaños. Como los supermasivos, en los centros de las galaxias (incluido Sagitario A*, que «observaron» por primera vez Ghez y Genzel), bestias gigantescas que pueden tener millones, o incluso miles de millones de veces más masa de la que tiene el Sol. Igualmente los hay de tamaño planetario, formados cuando las estrellas más grandes y pesadas explotan como supernovas. Se supone que existen igualmente los de masa intermedia, ni tan grandes como los supermasivos ni tan pequeños como los planetarios. Y luego están los agujeros negros primordiales, que según algunas teorías, deberían haberse formado en enormes cantidades durante el Big Bang y cuyo rango de tamaños va desde lo microscópico (con masas de menos de un kilo), a los pocos metros, con masas inferiores a las de una destino. «No sabemos qué hay internamente de un agujero triste y eso es lo que los hace tan fascinantes», afirmaba Ghez durante la rueda de prensa posterior al anuncio del Premio Nobel de Física 2020.

¿Qué han descubierto?

La relación de los agujeros negros con la teoría universal de la relatividad de Albert Einstein, cuota de Roger Penrose gracias a ingeniosos métodos matemáticos. El físico describió con detalle estos objetos, que esconden una singularidad en la que cesan todas las leyes conocidas de la naturaleza. Y el hallazgo de uno de ellos en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, descubrimiento de Ghez y Genzel.

¿Por qué es importante?

El trabajo de Penrose sobre agujeros negros se considera la contribución más importante a la famosa teoría universal de la relatividad desde Einstein. Ghez y Genzel nos han permitido aprender qué hay en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y por qué las estrellas se comportan allí de forma insólita. Han acabado desarrollar métodos e instrumentos para ver a través de las enormes nubes de gas y polvo interestelar hasta el centro espacial.

¿Tiene aplicaciones prácticas?

La longevo parte de las aplicaciones de los hallazgos realizados por los premiados con el Nobel de Física 2020 están relacionadas con el campo de la teoría: sirven de cojín para otras muchas investigaciones y sobre todo para la comprensión del universo. Por ejemplo, están detrás de la primera imagen tomada de un agujero triste supermasivo en M87, una galaxia a 55 millones de abriles luz de nosotros. Ahora mismo hay investigaciones en curso para poder observar Sagitario A*. «Yo creo que no se tardarán más de cinco abriles, es tan solo una cuestión técnica que sabemos cómo resolver», contaba a TechnoMiz Antxón Alberdi, director del Instituto de Astrofísica de Andalucía y uno de los organismos involucrados en la histórica instantánea.

Pero bajando a la Tierra, el conocimiento proporcionado por los descubrimientos de estos galardonados ha servido para sentar las bases de aplicaciones más «mundanas», como las herramientas de navegación (como el GPS) o los primeros ordenadores cuánticos, el futuro de la informática.

Lo que aún no sabemos

A pesar de que cada uno de los hallazgos premiados supuso un enorme empujón para la astrofísica, aún quedan muchas preguntas en el melodía. Por ejemplo, Roger Penrose demostró, efectivamente, que los agujeros negros son una consecuencia directa de la teoría universal de la relatividad de Einsten. Pero en la pesadez infinitamente robusto del agujero triste -en su interior-, esta teoría deja de aplicarse. Desde hace décadas, los científicos intentan reconciliar la teoría de la relatividad con la mecánica cuántica, la otra gran e igualmente exitosa teoría de nuestro tiempo, que explica el mundo subatómico. Pero, de momento, los esfuerzos han sido en vano.

Por otro costado, el trabajo pionero de Reinhard Genzel y Andrea Ghez ha descubierto el camino para nuevas generaciones de pruebas mucho más precisas para poner al periferia la teoría universal de la relatividad y sus predicciones más extrañas. Lo más probable es que estas mediciones igualmente puedan proporcionar pistas para nuevos conocimientos teóricos que incluso refuten las teorías actuales. El universo tiene muchos secretos y sorpresas por descubrir.

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