Pablo Hernández rescata del baúl de los recuerdos una duda que en su día preocupó a más de uno: ¿Puede formarse un agujero negro en el interior del LHC, el acelerador de partículas más grande del mundo?
Ante nada, desvelemos la técnica secreta del LHC para sacar conclusiones sobre los cimientos que componen nuestro universo: hacer chocar cosas muy pequeñas a velocidades muy altas para ver qué queda tras el impacto*.
Por otro lado, la segunda parte de la pregunta, los agujeros negros.
Para hacernos una idea, estos monstruos que no dejan escapar ni la luz se forman cuando llegan al final de su vida estrellas de, al menos, 15 veces la masa de nuestro sol. El proceso es el siguiente.
El centro de una estrella es una explosión termonuclear constante. En todo momento, parejas de moléculas de hidrógeno se están fusionando entre sí para convertirse en helio, un elemento más pesado. Esta es la misma reacción que simulamos en la Tierra para matarnos unos a otros con bombas H, y estos son sus efectos.
Así que, sí, en el núcleo de una estrella se genera de manera constante una onda expansiva termonuclear descomunal.
Hay que tener en cuenta que el núcleo estelar está rodeado por una cantidad inmensa de masaque, por efecto de la gravedad, es atraída hacia adentro. Por tanto, el centro de una estrella está experimentando una fuerza que lo comprime desde todas direcciones, y esta presión es suficientemente grande como para mantener la explosión confinada.
En definitiva, una estrella es una explosión que se mantiene estable si tiene suficiente masa a su alrededor para compensar la fuerza expansiva.
Pero esta estabilidad es relativa.
La masa de la estrella es finita y, por tanto, también lo es el combustible con el que puede alimentar su reactor. El hidrógeno que contiene el núcleo, que se fusiona para producir toda la energía, termina convirtiéndose todo en helio. Pese a que el helio, comparado con el hidrógeno, es más difícil de fusionar en elementos más pesados, la presión y el calor del núcleo obligan a seguir con la fusión.
El núcleo se hace cada vez más pequeño a medida que los materiales en su interior se van combinando en elementos cada vez más densos: nitrógeno, carbono, neón, azufre...
Distribución de elementos en una estrella según la profunidad,
a medida que van quedando como subproductos de reacciones
de fusión nuclear. Crédito: wikimedia.
El proceso de fusión continúa felizmente hasta que aparece de por medio el hierro. Las condiciones para poder fusionar el hierro en cosas más pesadas son tan extremas que no se dan en ninguna estrella, por muy grande que sea. Por tanto, la fusión nuclear se detiene de golpe cuando el núcleo está compuesto de hierro.
Al detenerse la reacción, no hay ninguna fuerza que se oponga al peso de la estrella y la mantenga en equilibrio. En un instante toda la materia intenta ser arrastrada hacia el centro, comprimiendo un poco la estrella. Las fuerzas que entonces rodean en núcleo estelar acaban siendo tan grandes que el núcleo de hierro se comprime a una fracción de lo que era, liberando una cantidad de energía descomunal durante el proceso que se traduce en una de las explosiones más potentes del universo: una supernova.
Cuando esto ocurre, un núcleo de hierro que en su día pudo medir decenas de miles de kilómetros de diámetro, se convierte en una objeto supercompacto de apenas 30 o 40 kilómetros.
Básicamente, eso es un agujero negro: algo inimaginablemente grande que adopta un tamaño más o menos imaginable, pero manteniendo la misma masa.
Se le llama radio de Schwarzchild al radio que tendría cualquier cosa al ser comprimida en un agujero negro (en términos de una esfera).
De convertirse en un agujero (no nos llevamos las manos a la cabeza, nuestra estrella no tiene suficiente masa para dar lugar a una supernova), el sol tan sólo mediría 2,95 kilómetros de radio.
Si pudiéramos comprimir toda la masa de la Tierra, en cambio, el agujero negro resultantetendría un radio de 8.87 centímetros.
De colapsarme sobre mí mismo mientras escribo este párrafo y convertirme en un agujero negro,yo tendría un radio de 0.00000000000000000000000013353799130485475 metros. Eso es una cifra billones de veces más pequeña que el radio de un átomo.
Aquí tenéis una calculadora de radios de Schwarzchild con el que podréis descubrir como de grande sería toda vuestra familia si se convirtiera en un agujero negro.
Ya, sé donde quieres llegar. Me vas a decir que las partículas que usa el LHC son tan pequeñas, que si al impactar formaran un agujero negro, su tamaño sería increíblemente pequeño. Pero da igual, ¿no? Aunque sea a pequeña escala, el agujero negro absorbe materia e irá creciendo, tenga tamaño subatómico a kilométrico.
Mmmm... No, ese es un falso mito de los agujeros negros.
