Cuarenta y dos años más tarde, según el tiempo de su nave espacial, la nave decelera en la vecindad de Gargantúa. Sobre su cabeza ve usted el cuásar 3C273, con dos brillantes chorros azules que brotan de su centro; debajo está el abismo negro de Gargantúa. Poniéndose en órbita en torno a Gargantúa y haciendo las medidas normales, usted confirma que su masa es realmente 15 billones de veces la del Sol, ve que está girando muy lentamente y calcula, a partir de estos datos, que la circunferencia de su horizonte mide 29 años-luz. ¡Aquí, por fin, hay un agujero cuya vecindad puede usted explorar mientras experimenta pequeñas fuerzas de marea y aceleraciones del cohete bastante soportables! La seguridad de la exploración está tan garantizada que usted decide llevar la propia nave espacial en lugar de sólo una cápsula.
Sin embargo, antes de comenzar el descenso ordena a su tripulación que fotografíe el cuásar gigante que está sobre sus cabezas, los billones de estrellas que orbitan en torno a Gargantúa, y los miles de millones de galaxias que brillan en el cielo. También fotografían el disco negro de Gargantúa que está debajo; tiene aproximadamente el tamaño del Sol visto desde la Tierra. A primera vista parece haberse tragado la luz de todas las estrellas y galaxias situadas tras el agujero. Pero observando más detenidamente, su tripulación descubre que el campo gravitatorio del agujero ha actuado como una lente, desviando parte de la luz de las estrellas y galaxias alrededor del borde del horizonte y concentrándola en un anillo fino y brillante en el borde del disco negro. Ahí, en dicho anillo, se ven varias imágenes de cada estrella interceptada: una imagen producida por los rayos de luz desviados en torno al borde izquierdo del agujero, otra producida por los rayos desviados en torno al borde derecho, una tercera por los rayos que fueron atraídos para dar una órbita completa en torno al agujero y luego liberados en la misma dirección que traían, una cuarta por los rayos que dieron dos vueltas al agujero, y así sucesivamente. El resultado es una estructura anular muy compleja que su tripulación fotografía con gran detalle para su estudio posterior.
Terminada la sesión fotográfica, usted ordena a Kares que inicie el descenso de la nave espacial. Pero debe ser paciente. El agujero es tan enorme que acelerando y luego decelerando a 1 g, se necesitarán 13 años de tiempo de la nave espacial para alcanzar el objetivo de una circunferencia de 1,0001 horizontes.
Conforme la nave desciende, su tripulación hace un registro fotográfico de los cambios de apariencia del cielo en torno a la nave espacial. El más notable es el cambio en el disco negro del agujero bajo la nave: poco a poco se hace más grande. Usted espera que deje de crecer cuando haya cubierto toda la parte inferior del cielo como una alfombra negra gigante, dejando el cielo superior tan claro como en la Tierra. Pero no; el disco negro sigue creciendo, invadiendo las zonas laterales de su nave espacial hasta cubrirlo todo excepto una abertura circular brillante en la parte superior, una abertura a través de la que usted ve el Universo externo. Es como si hubiese entrado en una cueva y estuviese descendiendo cada vez más, observando que la boca brillante de la cueva se hace cada vez más pequeña en la distancia.
Su pánico aumenta y pide ayuda a AURORA:
—¿Cometió Kares algún error en el cálculo de nuestra trayectoria? ¿Nos hemos sumergido en el horizonte? ¡¿Estamos perdidos?!
—Tikhii, tikhii —responde tranquilizadoramente—. Estamos a salvo; todavía estamos fuera del horizonte. La oscuridad ha cubierto la mayor parte del cielo debido simplemente al poderoso efecto de lente de la gravedad del agujero. Mire allí, donde apunta mi aguja, casi exactamente sobre nuestras cabezas; esa es la galaxia 3C295. Antes de que usted empezase su descenso estaba en una dirección horizontal a 90 grados del cenit. Pero aquí, cerca del horizonte de Gargantúa, la gravedad del agujero atrae con tal fuerza los rayos de luz procedentes de 3C295 que los curva y los desvía desde una trayectoria horizontal hasta una casi vertical. Como resultado, 3C295 parece estar casi sobre nuestras cabezas.
Más tranquilo, continúa usted su descenso. La consola muestra el avance de su nave en términos tanto de la distancia radial (hacia abajo) recorrida como de la circunferencia de un círculo concéntrico con el agujero y que pasa por el lugar donde usted está situado. En las primeras etapas de su descenso, por cada kilómetro de distancia radial recorrido su circunferencia decrece en 6,283185307... kilómetros. La razón entre el decrecimiento de la circunferencia y el decrecimiento del radio era de 6,283185307 kilómetros por kilómetro, que es igual a 2p, precisamente lo que predice la fórmula estándar de Euclides para los círculos. Pero ahora, conforme su nave se acerca al horizonte, la razón entre el decrecimiento de la circunferencia y el decrecimiento del radio se está haciendo mucho menor que 2p: su valor es 5,960752960 en circunferencias de 10 horizontes, 4,442882938 en circunferencias de 2 horizontes; 1,894451650 en circunferencias de 1,1 horizontes; 0,625200306 en circunferencias de 1,01 horizontes. Estas desviaciones respecto a la geometría euclidiana estándar que los colegiales aprenden en la escuela solamente son posibles en un espacio curvo; usted está viendo la curvatura que, según predice la relatividad general de Einstein, debe acompañar a la fuerza de marea del agujero.
En la fase final del descenso de su nave, Kares aumenta cada vez más el impulso de los cohetes para detener su caída. Finalmente la nave llega a mantenerse en reposo en una circunferencia de 1,0001 horizontes, impulsando los motores con una aceleración de 10 g para mantenerse contra la poderosa atracción gravitatoria del agujero. En este kilómetro final de viaje radial la circunferencia decrece en sólo 0,062828712 kilómetros.
Haciendo esfuerzos para levantar sus brazos contra la molesta fuerza de 10 g, su tripulación orienta los teleobjetivos de sus cámaras para una larga y detallada sesión fotográfica. Excepto vestigios de radiación débil en su entorno debida al gas que cae y se calienta por colisiones, las únicas ondas electromagnéticas fotografiadas son aquellas que proceden de la mancha brillante superior. La mancha es pequeña, con un diámetro de sólo 3 grados de arco, seis veces el tamaño del Sol visto desde la Tierra. Pero concentradas en el interior de esa mancha están las imágenes de todas las estrellas que orbitan en torno a Gargantúa y de todas las galaxias del Universo. En el centro exacto están las galaxias que están verdaderamente encima. En la región comprendida dentro de un 55 por 100 de la distancia entre el centro de la mancha y su borde están las imágenes de galaxias como 3C295 que, si no fuera por el efecto de lente del agujero, estarían en posiciones horizontales, a 90 grados del cenit. En el 35 por 100 de la distancia al límite de la mancha están las imágenes de las galaxias que usted sabe que están realmente en el lado opuesto del agujero con respecto a su posición, es decir, directamente bajo usted. En el 30 por 100 más externo de la mancha hay una segunda imagen de cada galaxia, y en el 2 por 100 más externo, ¡una tercera imagen!
De forma también peculiar, los colores de todas las estrellas y galaxias son falsos. Una galaxia que usted sabe que realmente es verde parece brillar con rayos X blandos: la gravedad de Gargantúa, al atraer la radiación de la galaxia que está bajo usted, ha hecho que la radiación sea más energética al disminuir su longitud de onda desde 5 x 10-7 metros (verde) a 5 x 10-9 metros (rayos X). Y, análogamente, el disco externo del cuásar 3C273, que usted sabe que emite radiación infrarroja con una longitud de onda de 5 x 10-5 metros, parece brillar con una luz verde de 5 x 10-7 metros de longitud de onda.11
Después de registrar completamente los detalles de la mancha superior, usted dirige su atención al interior de su nave espacial. Espera más o menos que aquí, tan cerca del horizonte del agujero, las leyes de la física cambiarán de alguna forma y estos cambios afectarán a su propia fisonomía. Pero no es así. Usted mira a su primera oficial, Kares; su apariencia es normal. Mira a su segundo oficial, Bret; su apariencia es normal. Toca a todos los demás; los siente normales. Bebe un vaso de agua; salvo los efectos de la aceleración de 10 g, el agua cae normalmente. Kares conecta un láser de argón ionizado; el láser produce la misma luz verde brillante de siempre. Bret lanza un pulso de un láser de rubí, luego lo desconecta y mide el tiempo que tarda el pulso de luz en viajar desde el láser a un espejo y volver; a partir de su medida calcula la velocidad de la luz. El resultado es exactamente el mismo que en un laboratorio situado en la Tierra: 299.792 kilómetros por segundo.
Todo en la nave es normal, exactamente igual que si la nave hubiese permanecido en la superficie de un planeta masivo con una gravedad de 10 g. Si usted no mirase fuera de la nave espacial y no viera la extraña mancha superior y la oscuridad que todo lo rodea, no sabría que estaba muy cerca del horizonte de un agujero negro en lugar de estar a salvo en la superficie del planeta; o casi no lo sabría. El agujero curva el espacio-tiempo en el interior de su nave espacial tanto como en el exterior y, con instrumentos suficientemente precisos, usted puede detectar la curvatura; por ejemplo, por la tensión de marea entre su cabeza y sus pies. Pero mientras que la curvatura es muy importante en la escala de la circunferencia de 300 billones de kilómetros del horizonte, sus efectos son minúsculos en la escala de 1 kilómetro de su nave espacial; la fuerza de marea producida por la curvatura entre un extremo de la nave y el otro es solamente de una centésima de una billonésima de gravedad terrestre (10 14 g), y entre su propia cabeza y sus pies es ¡mil veces menor que esto!
Para confirmar esta notable normalidad, Bret lanza fuera de la nave espacial una cápsula que contiene un instrumento constituido por un láser de pulsos y un espejo para medir la velocidad de la luz. Conforme la cápsula baja hacia el horizonte, el instrumento mide la velocidad con la que viajan los pulsos de luz desde el láser situado en el morro de la cápsula hasta el espejo que hay en su cola y regresa. Un ordenador de la cápsula transmite el resultado mediante un rayo láser dirigido hacia la nave: «299.792 kilómetros por segundo; 299.792; 299.792; 299.792...». El color del rayo láser recibido se desplaza desde el verde hasta el rojo, luego al infrarrojo, a las microondas, a las radioondas... a medida que la cápsula se acerca al horizonte, pero el mensaje sigue siendo el mismo: «299.792; 299.792; 299.792...». Y entonces el rayo del láser desaparece. La cápsula ha atravesado el horizonte, y mientras caía nunca hubo cambio alguno en la velocidad de la luz en su interior, ni hubo cambio alguno en las leyes de la física que gobernaban el funcionamiento de los sistemas electrónicos de la cápsula.
Estos resultados experimentales le satisfacen mucho. A comienzos del siglo XX, Albert Einstein afirmó, basado fundamentalmente en argumentos filosóficos, que las leyes locales de la física (las leyes en regiones lo bastante pequeñas para que se pueda ignorar la curvatura del espacio-tiempo) deberían ser las mismas en cualquier parte del Universo. Esta afirmación ha quedado consagrada como un principio fundamental de la física, el principio de equivalencia. En los siglos posteriores el principio de equivalencia fue sometido con mucha frecuencia a verificaciones experimentales, pero nunca fue verificado de una forma tan gráfica y tan completa como en los experimentos que usted lleva a cabo cerca del horizonte de Gargantúa.
Usted y su tripulación están ahora muy cansados por la lucha contra 10 gravedades terrestres, así que se preparan para la siguiente y última etapa de su viaje, el regreso a nuestra Vía Láctea. Su tripulación transmitirá un informe de sus exploraciones en Gargantúa durante las primeras fases del viaje; y puesto que su propia nave espacial pronto estará viajando a una velocidad próxima a la de la luz, las transmisiones llegarán a la Vía Láctea con menos de un año de antelación respecto a la nave, tal como se mide en la Tierra.
Mientras su nave espacial se aleja de Gargantúa, su tripulación hace un cuidadoso estudio telescópico del cuásar 3C273 en la parte superior. Sus chorros, finos haces de gas caliente expulsados del núcleo del cuásar, son enormes: su longitud es de 3 millones de años-luz. Orientando los telescopios hacia el núcleo, su tripulación ve la fuente de energía de los chorros: una espesa y caliente rosquilla de gas de un tamaño menor que 1 año-luz, con un agujero negro en su centro. La rosquilla, a la que los astrofísicos denominan un «disco de acreción», gira sin cesar en torno al agujero negro. Midiendo su circunferencia y periodo de rotación, su tripulación deduce la masa del agujero: 2.000 millones (2 x 109) de masas solares, 7.500 veces más pequeña que Gargantúa, pero mucho mayor que cualquier agujero en la Vía láctea. Una corriente de gas fluye, atraída por la gravedad del agujero, desde la rosquilla hacia el horizonte. A diferencia de cualquier cosa que usted haya visto antes, conforme la corriente se aproxima al horizonte da vueltas en torno al agujero con un movimiento de remolino similar a un tornado. ¡Este agujero debe estar girando muy rápidamente! El eje de giro es fácil de identificar; es el eje alrededor del cual se arremolina la corriente de gas. Usted nota que los dos haces son expulsados a lo largo del eje de giro. Nacen precisamente sobre los polos norte y sur del horizonte, donde absorben energía del giro del agujero y de la rosquilla de forma muy similar a como un tornado aspira el polvo del suelo.
El contraste entre Gargantúa y 3C273 es sorprendente: ¿por qué Gargantúa, con su masa y tamaño 1.000 veces mayor, no posee una rosquilla de gas que le rodee ni los chorros gigantes del cuásar? Tras un largo estudio telescópico, Bret le da la respuesta: cada pocos meses, alguna estrella en órbita en torno al agujero más pequeño de 3C273 se aproxima al horizonte y queda triturada por la fuerza de marea del agujero. Las entrañas de la estrella, equivalentes aproximadamente a 1 masa solar de gas, son vomitadas y derramadas en torno al agujero. Poco a poco la fricción interna dirige el gas derramado hacia el interior de la rosquilla. Este gas fresco reemplaza al gas de la rosquilla que está alimentando continuamente al agujero y los chorros. Por consiguiente, la rosquilla y los chorros se mantienen muy ricos en gas y continúan brillando intensamente.
Las estrellas también se acercan a Gargantúa, explica Bret. Pero, puesto que Gargantúa es mucho mayor que 3C273, la fuerza de marea fuera de su horizonte es demasiado débil para romper cualquier estrella. Gargantúa se traga las estrellas enteras sin vomitar sus entrañas a una rosquilla que le rodee. Y sin rosquilla a su alrededor, Gargantúa no tiene forma de producir chorros u otras muestras de violencia del cuásar.
Mientras su nave espacial sigue alejándose del poder gravitatorio de Gargantúa, usted hace planes para el viaje de regreso a casa. Cuando su nave llegue a la Vía Láctea, la Tierra será 4.000 millones de años más vieja que cuando usted partió. Los cambios en la sociedad humana serán tan enormes que usted no quiere volver allí. En lugar de ello, usted y su tripulación deciden colonizar el espacio que rodea a un agujero negro en rotación. Sabe que, del mismo modo que la energía de rotación del agujero en 3C273 proporcionaba la potencia a los chorros del cuásar, también la energía de rotación de un agujero más pequeño puede utilizarse como fuente de energía para la civilización humana.
Usted no quiere llegar a algún agujero escogido y descubrir que otros seres ya han construido otra civilización en torno a él; de modo que, en lugar de dirigir su nave espacial a un agujero en rotación rápida ya existente, decide dirigirse a un sistema de estrellas que darán lugar a un agujero en rápida rotación al poco tiempo de que su nave llegue allí.
Cuando usted dejó la Tierra, en la nebulosa de Orión de la Vía Láctea había un sistema binario de estrellas compuesto por dos estrellas de 30 masas solares orbitando cada una en torno a la otra. AURORA ha calculado que cada una de estas estrellas debería haber implosionado mientras usted estaba cerca de Gargantúa, para formar un agujero sin rotación de 24 masas solares (con 6 masa solares de gas expulsadas durante la implosión). Estos dos agujeros de 24 masas solares deberían estar ahora dando vueltas uno en torno al otro como un agujero negro binario y, a medida que orbitan, deberían emitir ondulaciones de fuerza de marea (ondulaciones de «curvatura del espacio-tiempo») llamadas ondas gravitatorias. Estas ondas gravitatorias deberían provocar un retroceso en el sistema binario de la misma forma que una bala disparada hace retroceder el fúsil que dispara, y el retroceso debido a la onda gravitatoria debería llevar los agujeros a una lenta pero inexorable espiral convergente. Con un ligero ajuste de la aceleración de su nave espacial, usted puede sincronizar su llegada para hacerla coincidir con la última etapa de esta espiral convergente: varios días después de su llegada, usted verá que los horizontes no giratorios de los agujeros se arremolinan uno en torno al otro, cada vez más próximos y cada vez más rápidos, hasta que se fusionan para dar lugar a un único horizonte más grande y en rotación.
Debido a que los dos agujeros padres no giran, ninguno de ellos por sí solo puede servir como una fuente eficiente de energía para su colonia. Sin embargo, ¡el agujero recién nacido en rápida rotación será ideal!...
© 2004 Javier de Lucas