Agujeros negros. De la relatividad general a la información cuántica

de Gaston Giribet

Mar 08, 2026

Fragmentos

El centro galáctico huele a frambuesas y ron. Nubes de formiato de etilo invaden los sentidos de nadie. En ese ambiente alambicado, donde nacen estrellas, anida un gigante. Se encuentra en la región del cielo que un asterismo heredado de formas arcaicas de mapear el firmamento nos invita a llamar Sagitario. Allí, en el corazón de la Vía Láctea, un agujero negro con la masa de cuatro millones de soles somete a sus estrellas vecinas condenándolas a la sisífica pena de orbitarlo. No las ilumina ni es iluminado. Su gravedad lo sume en la invisibilidad más absoluta. En sus inmediaciones, el espacio se curva y el tiempo se ralentiza. Su interior se desconecta causalmente del universo exterior de forma tal que, en lo atinente a toda fenomenología externa, el agujero negro se constituye en la ausencia del espacio en el que existe.

No hay en el universo astros más fascinantes. Su física desconcierta y exhibe algo paradojal: aunque se trata de objetos silentes, fríos y oscuros, los agujeros negros están detrás de los fenómenos cósmicos más tumultuosos, calientes y luminosos.

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La existencia de los agujeros negros es una predicción ineludible de la teoría general de la relatividad; es decir, la teoría de la gravitación formulada por Einstein en 1915. Esta teoría explica que la interacción gravitacional debe entenderse no en términos de una fuerza al modo newtoniano, sino como un efecto de la curvatura del espacio-tiempo. Así, por ejemplo, cuando un planeta orbita en torno a una estrella, lo que realmente ocurre es que la estrella curva el espacio-tiempo en sus inmediaciones produciendo, debido a ello, la deflexión de la trayectoria del planeta. Es la curvatura del espacio-tiempo –y no una fuerza– lo que condena al planeta a repetir su órbita: el planeta debe ceñir su movimiento a las formas curvas que la estrella, en cuanto astro gravitante, imprime al tejido espaciotemporal.

Desde Einstein, entendemos el espacio-tiempo como un ente dinámico, un entramado continuo que ya no es aquel escenario inmutable sugerido por la física newtoniana. No se trata, por tanto, de un sustrato absoluto en el que los fenómenos simplemente ocurren, sino de algo mucho más complejo: los procesos físicos que se desarrollan en el espacio afectan recíprocamente al espacio-tiempo mismo. Se le atribuye al físico norteamericano John Archibald Wheeler haber resumido esta visión con el apotegma: “Space tells matter how to move; matter tells space-time how to curve”; es decir, “[e]l espacio le dice a la materia cómo moverse, y la materia le dice al espacio cómo curvarse”. Esto recuerda también a una idea presente en Tlön, Uqbar, Orbis Tertius, de Borges: “Esta geometría desconoce las paralelas y declara que el hombre que se desplaza modifica las formas que lo circundan”. En las cercanías de un astro masivo, el espacio-tiempo se ahonda y se curva debido a la concentración de masa y energía que este contiene. Y si ocurre un proceso cósmico extremo, por ejemplo, la colisión de dos estrellas de neutrones, entonces el espacio-tiempo vibra, se deforma y propaga sus ondulaciones a distancias siderales a velocidades lumínicas.

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La teoría cuántica nos enseña que el vacío no es la nada. Lejos de la imagen clásica que uno se hace al oír la palabra “vacío”, hoy entendemos que el vacío tiene, en realidad, una estructura relativa y efervescente. El vacío es un constante fluctuar de partículas y antipartículas que se crean y de inmediato se aniquilan unas a otras. En cada instante, en una orgiástica poiesis cuántica, un enorme número de pares de partículas y antipartículas aparece de la nada para luego volver a desaparecer. Estas fluctuaciones del vacío pueden observarse indirectamente en laboratorio; un ejemplo de esto es el efecto Lamb, una diferencia anómala de energía entre dos niveles del átomo de hidrógeno debida a la interacción del electrón con las fluctuaciones del campo electromagnético del vacío.

Ahora bien, en las cercanías de un agujero negro, este acto de creación y subsecuente aniquilación de partículas y antipartículas puede verse entorpecido. Si un par partícula-antipartícula se crea cerca del horizonte de eventos de un agujero negro, entonces puede darse el caso de que la antipartícula entre al horizonte de eventos mientras que la partícula quede en el exterior. Si ese fuera el caso, entonces la antipartícula ya no podría salir del agujero negro para reencontrarse con su compañera y aniquilarse. En condiciones tales, la partícula en el exterior quedaría viuda y libre de alejarse del astro, e incluso podría ser detectada a la distancia. Es así que un observador distante experimentaría un flujo resultante de partículas provenientes de las inmediaciones del agujero negro. Esto no se debe a que las partículas hayan escapado del agujero negro –aunque también es posible pensarlo de esa manera– sino a ese fluctuar del vacío en torno al astro.

El observador distante constataría perplejo el flujo de partículas proveniente del agujero negro, y mediría que se trata de una emisión térmica de partículas con una dada temperatura. El cálculo preciso de esta temperatura fue realizado por Hawking en 1974. Es por esto que este proceso se conoce como radiación de Hawking, o radiación térmica de los agujeros negros.

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Una de las propiedades fascinantes de los agujeros negros es su universalidad. Los agujeros negros son, en cierto sentido, únicos. Independientemente de las características de la estrella moribunda, que, después de su muerte, da lugar a la formación de un agujero negro, la forma de este último resulta ser la misma, indiferente a los detalles de la estrella original; el agujero negro solo heredará la masa y la velocidad de rotación del astro progenitor, y ningún otro rasgo. Esto significa que, independientemente de la composición química de la estrella, o su densidad, o cualquier otra característica, las propiedades del agujero negro resultante solo dependerán de dos datos, la masa y la velocidad de rotación, sin tener en cuenta ninguna otra información. Como ya dijimos, esto se conoce como teorema de no pelos; los agujeros negros no heredan ningún “pelo” de la estrella progenitora; solo su masa y su espín. Cuando se observó por primera vez, alrededor de 1971, este fenómeno de universalidad de los agujeros negros no representó más que una curiosidad; sin embargo, el mismo adquirió una dimensión drástica cuando, en 1974, Hawking descubrió que los agujeros negros emiten radiación. Esta radiación, producida por la creación de partículas y antipartículas en las proximidades del horizonte de eventos, es un proceso imparable que finalmente conduce a la evaporación total del astro y, en consecuencia, a la desaparición de toda la información contenida en su interior. Por otra parte, de acuerdo con la teoría general de la relatividad, la naturaleza de la radiación emitida por el agujero negro no puede contener ninguna información sobre la materia que quedó atrapada en su interior. Esto da lugar a la siguiente pregunta: ¿qué ocurrió con la información contenida en la estrella original? Por un lado, los principios de la mecánica cuántica exigen que se preserve la información –esto se conoce como principio de unitariedad, que nos habla de la reversibilidad en la evolución temporal de los procesos físicos–; por otro lado, la teoría general de la relatividad parece decirnos que los agujeros negros no tienen memoria y que toda la información contenida en el interior de esos astros se pierde para siempre. Estas dos afirmaciones son contradictorias. Y esta es, precisamente, la paradoja de Hawking. La misma expresa mejor que cualquier otro resultado de la física la tensión existente entre la teoría de la relatividad y la teoría de los quanta, los dos pilares sobre los que construimos todo el andamiaje teórico de la física.

Cuando se observó por primera vez, alrededor de 1971, este fenómeno de universalidad de los agujeros negros no representó más que una curiosidad; sin embargo, el mismo adquirió una dimensión drástica cuando Hawking descubrió que los agujeros negros emiten radiación. Esta radiación, producida por la creación de partículas y antipartículas en las proximidades del horizonte de eventos, es un proceso imparable que finalmente conduce a la evaporación total del astro y, en consecuencia, a la desaparición de toda la información contenida en su interior. Por otra parte, de acuerdo con la teoría general de la relatividad, la naturaleza de la radiación emitida por el agujero negro no puede contener ninguna información sobre la materia que quedó atrapada en su interior. Esto da lugar a la siguiente pregunta: ¿qué ocurrió con la información contenida en la estrella original? Por un lado, los principios de la mecánica cuántica exigen que se preserve la información –esto se conoce como principio de unitariedad, que nos habla de la reversibilidad en la evolución temporal de los procesos físicos–; por otro lado, la teoría general de la relatividad parece decirnos que los agujeros negros no tienen memoria y que toda la información contenida en el interior de esos astros se pierde para siempre. Estas dos afirmaciones son contradictorias. Y esta es, precisamente, la paradoja de Hawking. La misma expresa mejor que cualquier otro resultado de la física la tensión existente entre la teoría de la relatividad y la teoría de los quanta, los dos pilares sobre los que construimos todo el andamiaje teórico de la física.

La afirmación de que los principios de la mecánica cuántica exigen que la información siempre se preserve suele suscitar confusiones, por lo que vale la pena enfatizar: a lo largo de la evolución temporal de todo sistema físico, la información siempre se preserva. La información puede desarreglarse, desordenarse, mezclarse, encriptarse, hacerse inaccesible en la práctica, pero siempre será accesible en principio. Incluso si se piensa en un proceso complejo, como la quema de un libro en una pira, la información str.s. se preserva. Uno podría, en principio, reconstruir cada página del texto incinerado si pudiese trazar el recorrido de cada pizca de materia, de cada mínima ceniza, y tomar nota de cada movimiento de cada molécula del aire ardiente. Aunque inaccesible a fines prácticos, la información siempre estará ahí. Las leyes físicas son claras al respecto: es siempre posible, al menos en principio, salvar La comedia de Aristóteles de la violencia de toda hoguera.

Y si una horda enardecida de poetas vitalistas y filósofos posmodernos se alzara contra este enunciado hiperdeterminista y decidiera, indignada, quemar este libro y todas sus copias para, con ello, pretender restaurar en el mundo la magia imposible de lo incierto, sepan que aun de esa quema la información que estas páginas contienen será salvada.

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Los agujeros negros no son sólo cadáveres estelares sino “la ausencia del espacio en el que son habitando un tiempo que aún no es”. Son el no-lugar en el que el pensamiento científico roza sus propios límites. Con una prosa decididamente brillante, Gaston Giribet nos guía en estas páginas con luminosa claridad por territorios en los que el espacio se curva hasta volverse abismal y el tiempo se hunde en un sopor inmóvil. Escribe, en mi opinión, el mejor libro sobre agujeros negros de este siglo. Recorre con depurado rigor el arco que va desde su consideración inicial como abominaciones conjeturales hasta la abrumadora y reciente constatación de su paradójica existencia. Invisibles y refulgentes, memoriosos y olvidadizos, los agujeros negros son laboratorios conceptuales definitivos en los que Giribet nos enseña a interrogar la naturaleza misma de la realidad.

José Edelstein.

Salta el Pez Ediciones

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