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26 de septiembre de 2016

«¿Qué pasa si echamos un agujero negro al Espacio?» (¿Qué es densidad?)

«El problema de comprobar experimentalmente las consecuencias de la
teoría de la relatividad general es complicado y no está aún resuelto».
A. Einstein, L. Infeld (1938, 1995): La evolución de la física, Salvat, p. 194
(Pero es mejor que leáis o que escuchéis a Cuentos Cuánticos)

- No sé, hijo. Pero podríamos hacer un experimento parecido.
- ¿En serio?
- En serio.
- Lo que pasa es que no sabemos qué es un agujero negro.
- Papá, podemos imaginar que un agujero negro es como un superimán.
- Vale, algo así.
- ¿Y los imanes atraen a otras estrellas?
- La verdad… Los imanes atraen las cosas hechas de hierro, ¿no?
- Sí, claro. Pero las estrellas no están hechas de hierro; lo leímos hace poco.
- Es verdad, hijo.
- No pasa nada, papá, porque las estrellas atraen a los planetas. ¿No te acuerdas? Igual que la Tierra nos atrae a nosotros.


Interacción de la gravedad (fuente)

- ¡Ay, es verdad!
- Estoy recordando un dibujo que vi hace poco. A ver si lo encuentro.
Aquí está, mira:

Representación del paraboloide de Flamm (fuente)

- Parece como si el agujero negro hiciera un hoyo en el Espacio. ¡Claro, por eso lo llaman agujero!
- Pues sí, hijo, parece eso.
-Ya, papá, pero ¿cómo se hace el agujero?
- Aquí dice que se forma cuando se colapsa una estrella…
- Papá, ¿qué es colapsar?
- Que se vuelve más densa.
- ¿Más pesada?
- Bueno, no exactamente. ¿No te acuerdas de que algunas cosas muy pesadas flotan?
- Los barcos.
- ¡Exacto! Y algunas cosas más ligeras no flotan, como…
- … ¡una cuchara!
- ¡Eso es!
- ¿Entonces la estrella se hace más densa?
- Sí, eso es. Mira este círculo. Ahora dibújale dentro algunos puntos. Muy bien:


- Le he dibujado diez puntos.
- Vale, ahora dibuja en este otro círculo del mismo tamaño muchos más puntos. Te ayudo, a ver si le hacemos cien puntos:




- ¡Buf! ¡Casi no caben!
- Pues era un círculo igual. Imagina que son estrellas, ¿cuál te parece más densa?
- La que tiene cien puntos.
- Así es. Ahora imagina que, en lugar de hacer cien puntos, tenemos los mismos diez puntos del primer círculo en otro más pequeño, como este.
- Vale, le dibujo diez puntos:




- ¿Ahora qué circulo —perdón, estrella— te parece más denso(a)?
- El pequeño.
- Bueno, tendríamos que compararlo con el que tiene cien puntos, pero sí, el pequeño es más denso que el grande que tiene los mismos puntos, diez.
- Entonces es como si la estrella se hiciera más pequeña con los mismos puntos —bueno, o átomos… o lo que sea—, ¿no, papá?
- Sí, y como, si además, poco a poco, fuera absorbiendo átomos de alrededor. Hasta hacerse cada vez más y más densa. Incluso para ir atrapando a estrellas y planetas cercanos. Hasta que se convierte en agujero negro. Tan negro, que atrapa la luz.
- ¡Hala!
- Tanto, ¡que no se le pueden hacer fotos!
- ¡Oye! ¿Hacemos un experimento de cosas que flotan y se hunden?
- ¡¡Vale!!


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