“Interstellar”, los agujeros negros y la quinta dimensión

El reciente estreno de “Interstellar” ha devuelto al primer plano un tema siempre candente como la exploración espacial. Película muy interesante, imagina para nuestro planeta un futuro tan grave por el progresivo deterioro del ecosistema, que el ser humano para poder subsistir se ve obligado a buscar otro planeta alternativo. Un grupo de astronautas se lanzan a un largo viaje lleno de aventuras y dificultades, una verdadera odisea, que tras pasar por un “agujero de gusano” les llevará a quedar casi atrapados en los confines de un “agujero negro”.

Antes de seguir adelante, quizás convenga explicar, aunque sea de modo elemental, algo que casi siempre se da por sabido. Ya en 1905 Albert Einstein en su célebre “teoría de la relatividad” habló por primera vez del tiempo como una cuarta dimensión imprescindible para situar un objeto en el espacio en función del momento. Difiere de la concepción usual de dimensión espacial,  pues fijado un punto en el espacio-tiempo puede no ser alcanzable desde nuestra posición actual (presente). Es así porque los objetos no sólo se mueven en el espacio sino que también lo hacen en el tiempo. Es decir, su coordenada temporal aumenta de forma continua; de ahí la necesidad de asociar el tiempo al espacio como una cuarta dimensión. Y no solo eso, su ritmo depende del estado de movimiento del observador función de lo que normalmente se conoce como “dilatación temporal”, un fenómeno por el que una persona puede advertir, por ejemplo, como el tiempo que marca su reloj lo hace a un ritmo menor a otro reloj igual (físicamente) pero situado en lugar distinto. O a la inversa. En ambos casos se interpreta como que el tiempo se ha ralentizado en uno de ellos, lo que solo es cierto en el sistema de referencia del observador; sin embargo, a nivel local (independiente) todo está ocurriendo al mismo ritmo. Así, dos relojes atómicos iguales en distintas altitudes, por tanto sometidos a campos gravitatorios diferentes, marcan tiempos diferentes, pasando el tiempo más lentamente en el que está sujeto a potenciales mayores.

Agujero de gusano 05En Física, un “agujero de gusano” consiste en un atajo a través del espacio-tiempo con al menos dos extremos conectados a una “garganta” o túnel por los que podría desplazarse la materia. Hasta la fecha no se ha hallado ninguna evidencia de su existencia. El primer científico en advertir esta posibilidad fue Ludwig Flamm, físico austriaco, que en 1916 actualizaba la “teoría de la relatividad” y defendía, dado un cuerpo de tres dimensiones, la existencia de una cuarta dimensión que disminuyera las distancias y por tanto los tiempos de viaje. El nombre de “agujero de gusano” se debe al físico americano John Wheeler, que en 1957 usó la siguiente analogía para explicar el fenómeno: “Si el Universo fuera la piel de una manzana y un gusano viajase por su superficie, la distancia de un punto a su opuesto es igual a la mitad de la circunferencia de la manzana, siempre que permanezca sobre ella. Ahora bien, si, en vez de esto, el gusano hiciera un agujero directamente a través de la manzana, la distancia que tendría que recorrer sería mucho menor, ya que la distancia más corta entre dos puntos es la línea recta que une a ambos”. Por razones obvias han sido siempre un clásico en la literatura y el cine de ciencia ficción; pero, a pesar de que solo se trata de una teoría, renombrados científicos desde Einstein a Stephen Hawking los han estudiado en profundidad.

Por el contrario, y también simplificando, un “agujero negro” es un lugar del espacio donde la fuerza de la gravedad es tan grande que nadie, ningún material o partícula (ni siquiera de luz), pueden escapar de allí. Está rodeado por una frontera imaginaria de forma esférica llamada “horizonte de sucesos” en la cual la velocidad de escape necesaria para poder alejarse coincide con la velocidad de la luz. Cuando se cae dentro ya no se puede salir, pues se necesitaría una velocidad de escape superior a la de la luz y, hasta el momento, la teoría señala que no se puede lograr. En 1915, Einstein demostró durante el desarrollo de su “teoría de la relatividad” que la luz era influida por la interacción gravitatoria. En un “agujero negro” no existe forma de observar su interior, ni tampoco transmitir información; razón por la que no tienen características externas visibles que permitan determinar su estructura o contenido. Es imposible establecer el estado de la materia desde que rebasa el “horizonte de sucesos” hasta que colapsa en su interior. Agujero negro 01Si por ejemplo, tras atravesar dicho horizonte, cayéramos en él al principio no notaríamos ningún cambio pues no se trata de una superficie material, sino solo una frontera ficticia. Eso sí, con una característica peculiar: representa el punto de no retorno a partir del cual no puede existir otro suceso (de ahí su nombre) más que caer en su interior. Los “agujeros negros” son una de las cuestiones científicas que más misterio e interés despiertan. A pesar de las diversas investigaciones realizadas aún plantean muchas y serias interrogantes, en especial las que hacen referencia a su origen. Según un estudio publicado por la revista especializada Nature, una posible teoría señala que podrían deberse a una colisión entre galaxias, que al fusionarse generan un disco de gas inestable cuya acumulación daría lugar a un “agujero negro”. Otra hipótesis distinta, defendida por el astrofísico Stephen Hawking afirma que serían el resultado final de la acción provocada por la gravedad extrema cuando comprime a una estrella hasta conseguir que los átomos empiecen a aplastarse. Lo cierto es que su complejidad no ha permitido hasta ahora descubrir más detalles acerca de su formación. De lo que no existe ninguna duda es que un agujero negro” no emite ningún tipo de radiación, luz o imagen: ¡¡es la oscuridad total!! De ahí su nombre.

“Interstellar” es una película de ciencia ficción basada en una odisea espacial que ha procurado cuidar los aspectos científicos.  no en vano su gran apoyo (participó en el guión y hasta en el propio diseño) es el reconocido físico Kip Thorne, uno de los mayores expertos en las aplicaciones a la astrofísica de la “teoría de la relatividad”, famoso por su controvertida teoría sobre los “agujeros de gusano” y su utilización para viajar en el tiempo. Reputados científicos opinan que gracias a la colonización de otros planetas tarde o temprano la exploración del espacio será vital para evitar en un futuro más o menos lejano la desaparición de la Humanidad. Stephen Hawking, de moda estas fechas por el estreno de la película sobre su vida “La teoría del todo”, físico y cosmólogo, coetáneo de Thorne, autor de importantes trabajos sobre las singularidades espacio-tiempo y los “agujeros negros”, es uno de los más firmes defensores del desarrollo tecnológico para viajar al espacio. Arranca con la especie humana amenazada por una gran crisis ecológica, hasta el punto de que apenas quedan tierras cultivables; tan solo la esperanza de ¡¡encontrar otro planeta habitable!! para poder sobrevivir. Suena, y es, ciencia ficción, pero voces autorizadas, como el actual director de la NASA y ex astronauta John Grunsfeld hace poco en el periódico El Mundo, afirmaba que: “si queremos asegurar la futura supervivencia de la Humanidad, antes o después tendremos que dejar la Tierra”. Si bien en su alegato aducía como causa principal que “existen muchas posibilidades de que en algún momento nuestro planeta sufra el impacto de un asteroide devastador”, insistía también en que de no tomar medidas urgentes “el clima cambiará hasta el punto de convertir la Tierra en un lugar inhabitable, ya sea por causas naturales o provocadas por el hombre”. El propio Kip Thorne resalta en uno de sus trabajos que el Sol tiene fecha de caducidad y eventualmente se apagará como todas las estrellas. De ahí que en una de las secuencias del film, uno de los científicos de la NASA diga: “tendremos que diseñar una misión ‘no para salvar el mundo, sino para abandonarlo’, si queremos evitar nuestra extinción”. Ahora bien, ¿es realista pensar que existen otras tierras habitables fuera de nuestro planeta? Parece que “potencialmente” si. Por eso el planteamiento inicial de “Interstellar” tenga una cierta solidez científica, lo que no impide decir que estamos muy lejos, ni siquiera en los inicios, de poder conseguirlo.

Interstellar 02

Hasta ahora, todas las alternativas posibles tienen un grave problema: ¡¡se encuentran demasiado lejos!!, ¡¡a distancias insalvables!! Por poner un ejemplo, la sonda Voyager 1 lanzada por la NASA en 1977, el objeto que más lejos ha llegado en su viaje por el espacio, necesitaría a su velocidad actual centenares de siglos para alcanzar el sistema estelar más cercano a la Tierra, el Alfa Centauri, situado a 4,37 años-luz (41,3 billones de Km). Esta es una de las razones, de las más importantes, por la que los viajes interestelares sean tan solo una hipótesis. Era uno de los grandes desafíos de la película que loss guionistas pudieron “salvar”, asesorados por Thorne, recurriendo a un “agujero de gusano”, esa especie de “atajo cósmico” que al menos teóricamente podría existir. Sin embargo, a pesar de que el diseño se basó en cálculos matemáticos reales, no existe ninguna evidencia, ni siquiera a nivel de experimento, que pueda llevar a esa conclusión.

Desde un punto de vista científico, uno de los aspectos más elogiados de “Interstellar” ha sido el “agujero negro” (“Gargantúa”) al que llegan los astronautas en su búsqueda del nuevo planeta. Se ha llegado a decir que su recreación es la más realista realizada hasta la fecha. Hasta el punto que Kip Thorne asegura que las ecuaciones elaboradas durante meses para la película le van a permitir publicar varios trabajos científicos sobre el tema. Sin embargo, no son pocos los expertos que piensan que no es posible que los astronautas se puedan aproximar tanto al interior de un “agujero negro” sin acabar siendo devorados y totalmente desintegrados. Precisamente una de las escenas más impactantes se produce en el planeta, muy cercano, que gira a su alrededor tras verse acorralados por olas verticales del tamaño de un gran edificio. Aunque Thorne afirma que en las profundidades de un “agujero negro” las fuerzas son tan intensas que se pueden dar ese tipo de fenómenos (olas gigantescas), no todo el mundo se muestra de acuerdo. De hecho existe una gran controversia. Entre otras razones, sus detractores señalan que aún en el supuesto de que así fuera nunca tendrían una forma tan vertical, similar a una impresionante pared. También descartan que un ser humano pueda sobrevivir en esas condiciones. Y no solo eso, argumentan que el solo hecho de aterrizar en su superficie haría que el efecto de la intensa gravedad les aplastase de inmediato.

Otra situación muy interesante es ver como “viven” los protagonistas la “teoría de la relatividad” y que la medida del tiempo es relativa y depende (entre otros factores) del campo gravitatorio del lugar. Según en que condiciones, es sabido que se dilata o ralentiza al máximo en comparación a como transcurriría en la Tierra. Un ejemplo sucede  en uno de los tres planetas potencialmente habitables que visitan mientras realizan una exploración sobre su superficie que dura una hora, que equivaldría a siete años de vida en la Tierra debido a su alto potencial gravitatorio. Hecho real y comprobado que se ha podido observar en los relojes atómicos acoplados a los satélites a diferentes altitudes: marcan tiempos distintos al estar sometidos a diferentes condiciones de gravedad, transcurriendo mucho más rápido a medida que la altitud aumenta.

Quizás el momento más impactante, y también inverosímil, de “Interstellar” se produce cuando el protagonista principal, tras penetrar en lo más profundo de un “agujero negro”, termina en una especie de quinta dimensión que le permite ir hacia atrás o adelante en el tiempo, donde pasado, presente y futuro se convierten en una dimensión espacial más, que incluso le permite intervenir para cambiar aquellos acontecimientos que de otra manera resultarían distintos. Algo difícil de comprender acostumbrados a nuestras tres dimensiones donde nos podemos mover libremente a las que hemos incorporado una cuarta dimensión, aunque al hablar del tiempo estamos siempre “fijados” por el presente. Está claro que se trata solo de una especulación sin ninguna prueba o estudio que lo avale. De ahí que en Física, hablar de una hipotética dimensión extra con la que algunos científicos han especulado asociándola a los efectos de la gravedad, una quinta dimensión, a la que incluso han puesto el nombre de gravitón, no haya pasado de ser una simple conjetura. En esas condiciones hipotéticas la película nos muestra como se desplegaría nuestra vida con todo lo que ha ocurrido y ocurrirá en el futuro, así como la posibilidad de acceso a cambiar los acontecimientos. En fin todo un galimatías sin explicación coherente alguna, sin duda uno los pasajes pura ciencia ficción de la película, sin apoyo alguno en estudios teóricos ni por supuesto evidencia científica.

Sin título-1

“Interstellar”, película dirigida por Christopher Nolan, cuenta no solo con grandes actores como Matthew McConaughey, en el papel principal, Anne Hathaway, Jessica Chastain, Matt Damon y Michael Caine, sino también con un gran apoyo técnico en el físico Kip Thorne que ejerció de asesor científico. De manera muy especial en garantizar que las representaciones de los “agujeros de gusano” y “agujeros negros” y la adaptación a la “teoría de la relatividad” fueran lo más precisas posibles. “Hablamos sobre cómo hacerlo, y luego me puse a trabajar en las ecuaciones que permitían el rastreo de los rayos de luz, ya que viajaban a través de un ‘agujero de gusano’ o alrededor de un ‘agujero negro’ -así que lo que ves está basado en las ecuaciones de la ‘relatividad general’ de Einstein”. Al principio, Nolan estaba muy preocupado porque pensaba que una representación exacta de un “agujero negro” no sería comprensible visualmente para el público y requeriría que el equipo de efectos especiales alterara su apariencia deformando la realidad. Sin embargo, al final se encontró el efecto ideal con unas perspectivas de cámara muy consistentes: “Lo que encontramos fue que siempre y cuando no cambiáramos el punto de vista demasiado de la posición de la cámara, podíamos conseguir algo muy comprensible”.

Ante las críticas recibidas sobre su autenticidad, Christopher Nolan, molesto con algunas, se defendía diciendo: “Una buena parte de la película es especulación”. Por ejemplo, el astrofísico Neil deGrasse Tyson, presentador de espacios divulgativos tan seguidos en televisión como Cosmos, comentaba: “En Interstellar’ se explora un planeta situado cerca de un ‘agujero negro’. Yo personalmente me quedaría lo más lejos posible de este tipo de agujeros”. Y añadía: “Van a otra galaxia a través de un ‘agujero de gusano’, y eso es pura ciencia ficción”. Nolan salió al paso de esta y otras críticas similares señalando que el también astrofísico y asesor del filme Kip Thorne “tiene un libro sobre la ciencia en la película acerca de lo que es real y lo que es especulación… porque una buena parte es, por supuesto, ficción”, para a continuación criticar a todos aquellos que “solo han visto la película una vez, y para comprender realmente la parte científica, probablemente tendrás que dedicarle un tiempo y también leer el libro de Kip. Sé dónde engañamos de la forma que tienes que engañar en el cine, y me encargué de que Kip estuviera al tanto”. A pesar de todo, deGrasse también le dedica comentarios elogiosos, valorando mucho el tratamiento de ciertos conceptos, y admitiendo que “ninguna otra película se había aproximado como ‘Interstellar’ a la ‘teoría de la relatividad’ concebida por Einstein”.

La búsqueda de planetas similares a la Tierra fuera de nuestro sistema solar cada vez se estrecha más. Un equipo de científicos acaba de descubrir ocho posibles candidatos situados a una distancia tal de su estrella que teóricamente permitirían disponer de agua líquida. Estarían pues dentro de lo que podríamos llamar su “zona habitable”. En un reciente congreso celebrado en Seattle por la American Astronomical Society se expuso que los más parecidos al nuestro son los bautizados como Kepler-438b y Kepler-442b, que orbitan estrellas más pequeñas y frías que el Sol. Pero se trata de dos mundos tan lejanos (uno situado a 470 años-luz y el otro a 1.100 años-luz), que sólo pueden ser estudiados desde la distancia, pues a falta de atajos cósmicos como los “agujeros de gusano” los científicos siguen viendo imposible llegar hasta ellos, ni siquiera enviar una nave, aunque sea robótica, para su investigación. En cualquier caso, los posibles errores científicos no impiden disfrutar de “Interstellar”. Un viaje épico para los amantes de la ciencia ficción y una oda a la exploración espacial, aunque también una herramienta para potenciar el interés por la ciencia.

Deja un comentario

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: