Dos maravillas cósmicas: agujeros negros y agujeros de gusano. Miguel Alcubierre, doctor en física.

Summary

El guionista de la película 'Interstellar', el físico Kip Thorne, ganador del Premio Nobel de Física 2017, quiso crear una obra que explicara conceptos astronómicos como los agujeros negros y los agujeros de gusano. Mientras los agujeros negros, resultantes de la muerte de estrellas masivas, son reales y se encuentran en el centro de muchas galaxias, los agujeros de gusano, atajos espaciales teóricos que permiten viajar grandes distancias, son puramente hipotéticos y nunca han sido observados. La película combina ambos conceptos para explorar la ciencia ficción.

Takeaways

• 🎬 La película 'Interstellar' tenía un guion original escrito por el físico Kip Thorne, quien es premiado con el Nobel de Física 2017.
• 🚀 Kip Thorne quería crear una película de ciencia ficción que explicara conceptos como agujeros negros y agujeros de gusano de manera precisa.
• 📜 El guion original fue modificado por el estudio que lo adquirió, pero se mantuvo la condición de que la ciencia estuviera bien explicada y Kip Thorne actuara como asesor científico.
• 🌌 Un agujero negro es el resultado final de la vida de una estrella masiva, que al agotar su combustible nuclear y enfriarse, es comprimida por su propia gravedad hasta que la luz no puede escapar.
• ☀️ El Sol no será un agujero negro porque no es lo suficientemente masivo; solo estrellas con 30 o 40 veces su masa podrían llegar a serlo.
• 🌐 La gravedad en un agujero negro es tan intensa que se considera infinita en el centro, lo que destruye cualquier materia que llegue a ese punto.
• 🌐 El tamaño de un agujero negro se mide por el radio del horizonte de sucesos, la región de no retorno donde la gravedad es insalvable.
• 🌌 Existen millones de agujeros negros en nuestra galaxia, y en el centro de la mayoría de las galaxias hay agujeros negros gigantes que pueden tener masas de millones de veces la del Sol.
• 🌠 Los agujeros de gusano son teóricos, permitidos por la relatividad general, y actúan como atajos o túneles en el espacio que conectan diferentes puntos del universo.
• 🔭 Aunque los agujeros de gusano son teóricamente posibles, no se han observado en la naturaleza y su existencia sigue siendo hipotética.
• 👀 Aunque no podemos ver directamente a los agujeros negros, se infiere su presencia por la radiación y el movimiento del gas que orbita alrededor de ellos.

Q & A

¿Quién escribió el guion original de la película 'Interstellar'?

El guion original de 'Interstellar' fue escrito por Kip Thorne, un físico y premio Nobel de Física 2017.

¿Por qué quería Kip Thorne hacer una película de ciencia ficción?

Kip Thorne quería hacer una película de ciencia ficción para explicar conceptos como agujeros negros y agujeros de gusano de manera bien explicada.

¿Qué pasó con el guion original de Kip Thorne una vez que fue adquirido por un estudio?

El estudio cambió muchas partes del guion original, pero mantuvo a Kip Thorne como asesor científico para asegurar que la ciencia estuviera bien explicada.

¿Qué es un agujero negro según el script?

Un agujero negro es el resultado final de la vida de una estrella muy masiva, donde la gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar.

¿Cómo se forma un agujero negro?

Un agujero negro se forma cuando una estrella masiva se enfríe y la gravedad comienza a ganar, comprimiendo la estrella hasta que su gravedad es tan intensa que no permite la escape de la luz.

¿Cuál es la diferencia entre un agujero negro y un agujero de gusano?

Un agujero negro es una entidad en la que la gravedad es infinita en el centro y no permite la escape de nada, mientras que un agujero de gusano es una teoría que sugiere la existencia de atajos en el espacio que conectan dos puntos distantes.

¿Existen agujeros negros en la naturaleza?

Sí, los agujeros negros existen y se cree que hay millones en nuestra galaxia, incluyendo uno gigantesco en el centro de nuestra galaxia conocido como Sagitario A*.

¿Cómo se pueden observar los agujeros negros si no se puede ver a través de la luz?

Los agujeros negros no se ven directamente, pero su presencia se deduce por la radiación emitida por el gas que gira alrededor de ellos y se calienta debido a la fricción.

¿Cuál es la teoría detrás de los agujeros de gusano?

Los agujeros de gusano son una teoría que permite la existencia de túneles en el espacio que conectan dos puntos distantes, aunque no se ha observado uno en la naturaleza y son puramente teóricos.

¿Cómo se relacionan los agujeros de gusano con la relatividad general?

Los agujeros de gusano son una solución teórica de la relatividad general de Albert Einstein y Nathan Rosen, y a veces se les conoce como túneles de Einstein-Rosen.

¿Cómo se utilizan los agujeros de gusano en la película 'Interstellar'?

En 'Interstellar', los personajes utilizan un agujero de gusano para viajar a otra galaxia, conectando con un agujero negro para explorar su entorno.

Outlines

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🌌 El origen científico de 'Interstellar' y explicación de agujeros negros

El guion original de la película 'Interstellar' fue escrito por el físico Kip Thorne, galardonado con el Premio Nobel de Física en 2017 por su contribución al descubrimiento de las ondas gravitacionales. Thorne, interesado en hacer una película de ciencia ficción que explicara conceptos como agujeros negros y agujeros de gusano, logró convencer a un estudio para producir la película pero bajo la condición de que él sería el asesor científico y aseguraría que la ciencia estuviera bien explicada. En el guion, se describe un agujero negro como el resultado final de la vida de una estrella masiva, que se comprime hasta un punto en el que la gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar. Este punto de no retorno se conoce como el horizonte de eventos. Además, se menciona que los agujeros negros son objetos reales y probablemente existen millones en nuestra galaxia, con ejemplos como Sagitario A* en el centro de nuestra galaxia.

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🌐 Diferenciación entre agujeros negros y agujeros de gusano

El segundo párrafo del guion de 'Interstellar', también escrito por Kip Thorne, profundiza en la diferencia entre agujeros negros y agujeros de gusano. Mientras que los agujeros negros son objetos astronómicos reales, los agujeros de gusano son conceptos teóricos que permiten atajos en el espacio, llevándote de un lugar a otro de manera inmediata. Estos atajos son permitidos por la teoría de la relatividad general, y aunque la teoría los permite, no hay evidencia empírica de su existencia. En la película 'Interstellar', se utiliza un agujero de gusano para que los personajes viajen a otra galaxia y se encuentran cerca de un agujero negro. Aunque no podemos ver directamente a los agujeros negros, podemos inferir su presencia por la radiación emitida por el gas que gira alrededor de ellos en un disco accretion. Los agujeros de gusano, en cambio, son hipotéticos y su existencia no ha sido observada.

Keywords

💡Interstellar

Interstellar es una película de ciencia ficción que trata sobre el viaje espacial y las teorías de la física. En el guion original, escrito por el físico Kip Thorne, se buscaba explicar conceptos como los agujeros negros y los agujeros de gusano de manera precisa. La película sirve como un medio para explorar y visualizar estos conceptos avanzados de la física teórica.

💡Kip Thorne

Kip Thorne es un físico teórico y premio Nobel de Física que escribió el guion original de la película Interstellar. Thorne es conocido por su trabajo en la relatividad general y en la física de agujeros negros. En el video, se menciona que él quería asegurarse de que la ciencia en la película estuviera bien explicada y que él mismo actuara como asesor científico.

💡Agujero negro

Un agujero negro es una región del espacio que tiene una gravedad tan intensa que nada, incluida la luz, puede escapar de ella. Se forma a partir de las estrellas masivas que colapsan sobre sí mismas al agotar su combustible nuclear. En el video, se explica que aunque no podemos ver directamente a los agujeros negros, podemos inferir su presencia por la radiación emitida por el gas que gira alrededor de ellos.

💡Agujero de gusano

Un agujero de gusano es una hipotética estructura del espacio-tiempo que actúa como un atajo o túnel que conecta dos regiones distantes del universo. Aunque teóricamente posibles según la relatividad general, no se ha observado un agujero de gusano en la naturaleza. En Interstellar, se utiliza un agujero de gusano para permitir el viaje a otras galaxias.

💡Estrella masiva

Una estrella masiva es una estrella que tiene una masa mucho mayor que la de nuestro Sol. Estas estrellas, debido a su gravedad intensa, pueden terminar su vida formando un agujero negro cuando su combustible nuclear se agota y no hay fuerzas suficientes para contrarrestar la gravedad.

💡Gravedad

La gravedad es la fuerza que atrae a los objetos con masa hacia el centro de masa más cercano. En el contexto de los agujeros negros, la gravedad es tan fuerte que crea un espacio donde incluso la luz no puede escapar. El video explica cómo la gravedad es la fuerza que determina el destino final de las estrellas masivas.

💡Energía nuclear

La energía nuclear es la energía que se libera en las reacciones nucleares, como la fusión, que ocurren en el núcleo de las estrellas. Este tipo de energía es crucial para entender la vida y muerte de las estrellas, ya que es la fuente de calor y luz que impide que las estrellas se colapsen bajo su propia gravedad.

💡Sagitario A*

Sagitario A* es el agujero negro que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Con una masa de aproximadamente cuatro millones de veces la del Sol, es un ejemplo de los gigantescos agujeros negros que se creen que existen en el centro de muchas galaxias. El video menciona a Sagitario A* como un ejemplo de un agujero negro real y observable.

💡Relatividad general

La relatividad general es una teoría desarrollada por Albert Einstein que describe la gravedad como una curvatura del espacio-tiempo causada por la masa y la energía. El video menciona la relatividad general en el contexto de la existencia teórica de los agujeros de gusano, que son una consecuencia de esta teoría.

💡Einstein-Rosen

Einstein-Rosen hace referencia a la solución teórica de la relatividad general que describe un agujero de gusano, descubierto por Einstein y Nathan Rosen en 1936. Aunque es una solución teórica, no se ha observado un agujero de gusano en la naturaleza, y su existencia sigue siendo hipotética.

Highlights

La película 'Interstellar' tuvo un guion original escrito por el físico Kip Thorne, quien luego ganó el premio Nobel de Física en 2017.

Kip Thorne estaba interesado en hacer una película de ciencia ficción que explicara conceptos como agujeros negros y agujeros de gusano.

El guion original de 'Interstellar' fue cambiado por el estudio que lo adquirió, pero se mantuvo el compromiso de que la ciencia estuviera bien explicada.

Un agujero negro es el resultado final de la vida de una estrella masiva, mientras que el Sol, siendo de baja masa, nunca se convertirá en uno.

Las estrellas masivas, al agotar su combustible nuclear, se enfrían y la gravedad comienza a ganar, llevando a la compresión final del agujero negro.

El agujero negro es una entidad en la que la gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar de ella.

La frontera del agujero negro, conocida como el horizonte de suavidad, es una región de no retorno.

El centro del agujero negro tiene una gravedad infinita que destruye cualquier cosa que llegue a él.

La masa de un agujero negro se refiere a la región de no retorno, no al objeto en sí mismo.

Existen millones de agujeros negros en nuestra galaxia, muchos de ellos en el centro de galaxias como Sagitario A*.

Un agujero de gusano es una teoría que permite atajos en el espacio, permitiendo viajes instantáneos a distancias lejanas.

Los agujeros de gusano son teóricos y, a diferencia de los agujeros negros, no se han observado en la naturaleza.

La primera solución teórica de la relatividad general que incluía un agujero de gusano fue descubierta por Einstein y Rosen en 1936.

En 'Interstellar', se utilizan agujeros de gusano para viajar a otra galaxia y se encuentran en la vecindad de un gran agujero negro.

Kip Thorne, como asesor científico de 'Interstellar', quería mostrar los conceptos de agujeros negros y agujeros de gusano en la película.

Aunque los agujeros negros son reales, no podemos verlos directamente pero sí observamos la radiación del gas que gira alrededor de ellos.

Los agujeros de gusano, siendo hipotéticos, podrían no existir y son una idea interesante para la ciencia ficción.

Transcripts

La película Interstellar, quizá ustedes no lo saben,

pero el guion original, que no es el que salió,

lo escribió un físico, un físico que se llama Kip Thorne,

que es premio nobel de Física 2017

por el descubrimiento de las ondas gravitacionales,

pero él estaba muy interesado, por ahí en 2010 o un poco antes,

en hacer una película de ciencia ficción

en donde estuvieran estos conceptos bien explicados:

agujeros negros, agujeros de gusano...

Y él escribió un guion original.

Lo trató de vender a diferentes estudios.

Al final convenció a un estudio de que se lo comprara,

pero le cambiaron todo.

Pero lo que sí hizo fue en el contrato decir

que podían cambiar muchas partes de la historia,

pero él tenía que ser el asesor científico de la película

y la ciencia tenía que estar bien explicada.

Y ahí sí, justo como mencionas, aparecen estos dos conceptos:

un agujero negro y un agujero de gusano.

Son cosas diferentes.

Un agujero negro es el resultado,

la etapa final de la vida de una estrella muy masiva.

El Sol nunca va a ser un agujero negro.

El Sol es una estrella con masa baja,

pero estrellas que tienen 30 o 40 veces la masa del Sol,

al final de su vida,

cuando se termina todo el combustible nuclear

que las mantiene calientes,

pues se empiezan a enfriar

y, cuando se enfrían, la gravedad empieza a ganar,

porque una estrella básicamente es un balance,

es un balance de dos fuerzas.

Por un lado, tiene mucha masa y la gravedad es muy intensa

y la gravedad quiere juntar todo,

pero, por otro lado, las reacciones nucleares

en el interior de la estrella la calientan mucho.

Los gases calientes se expanden.

Entonces, la estrella se quiere expandir por la temperatura,

pero se quiere comprimir por la gravedad,

entonces alcanzan un equilibrio

y eso es el Sol y las demás estrellas.

Cuando dejan de quemar combustible nuclear

porque ya se agotó en el centro,

empieza a ganar la gravedad, se enfría y gana la gravedad.

Cuando la estrella es muy masiva, la gravedad es tan intensa

que no hay ninguna otra fuerza en la naturaleza

que la pueda detener,

y entonces la estrella se comprime, se comprime, se comprime,

hasta que llega a un solo punto,

y la gravedad alrededor de este punto se vuelve tan intensa

que ni siquiera puede escapar la luz.

Como la luz es la cosa que puede viajar más rápido en el universo,

nada puede viajar más rápido que la luz,

entonces, si la luz no puede escapar, nada puede escapar.

Entonces, es un agujero en el sentido de que,

si tú pudieras caer ahí, nunca puedes volver a salir.

Es imposible salir

porque ni siquiera la luz puede salir.

El agujero negro tiene una frontera,

que es la superficie, digamos, de no retorno.

Mientras te quedes afuera de esta región,

si tienes un cohete suficientemente poderoso,

puedes escapar, pero si penetras en esta región,

ya no importa qué tan poderoso sea tu cohete,

es imposible escapar.

Y no solo no puedes escapar, vas al centro.

En el centro, la gravedad se vuelve infinita,

y esa gravedad infinita destruye cualquier cosa que llegue ahí.

Eso es un agujero negro.

Este objeto que surge al final de la vida de estrellas muy masivas,

que tiene una gravedad tan intensa

que no puede escapar ni siquiera la luz,

y donde toda la materia básicamente se concentra en un solo punto,

y con el tamaño del agujero negro nos referimos realmente

a esta región de no retorno, a este horizonte.

Los agujeros negros, hasta donde sabemos, existen.

Seguramente hay muchos millones y millones

de agujeros negros en nuestra galaxia,

porque debe haber muchas de estas estrellas que ya murieron

y ya se convirtieron en agujeros negros.

Por ejemplo, en el centro de prácticamente todas las galaxias

que hemos podido estudiar en algún detalle

hay agujeros negros gigantescos que tienen masas de millones

o a veces miles de millones de veces la masa del Sol.

En el centro de nuestra galaxia hay un agujero negro

que tiene como cuatro millones de veces la masa del Sol

y le llamamos Sagitario A*,

porque los astrónomos para los nombres son un poco...

ponen nombres muy técnicos.

Se llama Sagitario A* porque está en la constelación de Sagitario,

que es el centro de nuestra galaxia,

y A* quiere decir que es la fuente de rayos X

más intensa en esa región.

Entonces ahí está y es un agujero negro muy grandote

que tiene cuatro millones de veces la masa del Sol.

Los agujeros negros existen.

Un agujero de gusano es otra cosa.

Un agujero de gusano es una especie de atajo,

un túnel en el espacio que te lleva de un lugar a otro.

Han salido en muchas películas, por ejemplo, Interstellar,

pero en muchas otras, y los ponen como si fueran portales.

Tú entras aquí

y sales a millones de kilómetros de distancia en otro lugar.

Eso sería un agujero de gusano.

Es una región del espacio en donde entras por un lado

y hay un atajo y sales en otro.

Los agujeros de gusano en la teoría están permitidos,

teóricamente, están permitidos,

de hecho, la primera solución teórica de la relatividad general

que tiene un agujero de gusano la descubrió el mismo Einstein

con un colaborador suyo que se llamaba Nathan Rosen,

la descubrieron en 1936,

y por eso también a los agujeros de gusano

a veces les dicen túneles de Einstein-Rosen,

que creo que en la película Interstellar lo mencionan.

Pero esto es teórico.

O sea, la teoría en principio permite que existan.

Nunca hemos visto un agujero de gusano en la naturaleza.

No sabemos cómo se podrían formar.

Todavía hoy en día son conceptos puramente teóricos,

digamos, hipotéticos, que a lo mejor no existen.

En la película aparecen las dos cosas,

porque en Interstellar utilizan un agujero de gusano

que se encuentran por ahí,

nunca explican muy bien de dónde salió,

y lo utilizan para viajar muy lejos a otra galaxia

y salen en la vecindad de un agujero negro muy grandote.

Entonces, ahí aparecen ambos conceptos,

y de hecho era la idea de Kip Thorne,

este científico, este premio nobel,

mostrar estos dos conceptos en la película.

Entonces, sí son cosas diferentes.

Una es teórica,

los agujeros de gusano son teóricos, a lo mejor no existen.

Nunca hemos visto uno. Los agujeros negros sí existen.

No vemos al agujero negro, eso es importante aclararlo,

porque luego la gente dice:

"¿Cómo ves un agujero negro si es negro?".

Buenísima pregunta. No lo ves.

Pero los agujeros negros normalmente no están solos.

Por ejemplo, los que están en el centro de las galaxias,

está el agujero negro en el centro de la galaxia

y hay mucho gas alrededor del agujero negro

que está cayendo al agujero negro, pero no cae, el gas no cae luego.

Forma un disco y poco a poco se lo va tragando el agujero negro.

Y mientras se lo traga, ese disco de gas que está girando

se calienta mucho,

porque hay mucha fricción en el gasto,

se calienta a temperaturas de a lo mejor millones de grados,

y eso emite mucha radiación, emite rayos X.

Vemos los rayos X, vemos la radiación que sale del gas

que está girando alrededor del agujero negro.

No vemos el agujero negro, pero sí este gas.

Y con este movimiento de este gas

deducimos que en medio hay un agujero negro.

Entonces, no los vemos,

pero la evidencia de que existen es fuertísima.

Los agujeros de gusano es posible que no existan.