Agujeros negros: las verdaderas máquinas del tiempo

Cualquiera que haya visto la obra maestra de ciencia ficción Interstellar recuerda la escena en el planeta de Miller: un mundo que orbita peligrosamente cerca de un agujero negro gigantesco llamado Gargantúa. El drama de la escena no era solo el agua o las olas, sino la aterradora revelación de que una sola hora en la superficie de ese planeta equivalía a siete años transcurridos en la Tierra.

El diálogo de la película plantea la pregunta clave: ¿por qué los astronautas envejecen tan lentamente en comparación con la gente de la Tierra? La respuesta no es ciencia ficción, sino Física Pura. En el universo, el tiempo no es una constante; es elástico, y el responsable de estirarlo o encogerlo es el campo gravitacional.

Einstein y la elasticidad del tiempo

Antes de Albert Einstein, se creía que el tiempo fluía de forma constante e inmutable para todos, como un río con caudal fijo. Einstein lo cambió todo con su Teoría de la Relatividad. Él nos enseñó que el espacio y el tiempo no son entidades separadas, sino que están entrelazados en un único tejido que llamamos espacio-tiempo.

La gravedad no es una fuerza misteriosa que "tira" de los objetos, sino la curvatura que la masa de un objeto provoca en este tejido. Piensa en una cama elástica: si pones una bola de bolos pesada en el centro, la tela se hunde. Esa depresión es la gravedad, y cualquier objeto pequeño que pase cerca caerá en esa curva.

El agujero negro: el distorsionador definitivo

El Sol es un objeto muy pesado y curva el espacio-tiempo lo suficiente como para mantener a la Tierra en órbita. Pero un agujero negro es el campeón de la densidad. Es un punto de masa infinita que produce una curvatura tan extrema que ni siquiera la luz puede escapar (por eso es "negro").

Cuando te acercas a este pozo gravitacional, el tejido espacio-tiempo se deforma hasta el extremo, por lo que el tiempo se ralentiza. El concepto clave de por qué ocurre esto es que, como hemos dicho, el tiempo y el espacio están unidos en una entidad única que llamamos espacio-tiempo. Hay una ley fundamental: todos los objetos en el universo (incluyéndonos a nosotros) nos estamos moviendo constantemente a la velocidad de la luz, pero no solo a través del espacio, sino a través del espacio-tiempo. Es como si todos tuviéramos un presupuesto total de velocidad cósmica constante (repartida entre todas las dimensiones del espacio y el tiempo) que podemos usar.

Cuando estás en el espacio tranquilo (lejos de un agujero negro), casi todo ese presupuesto se usa para moverte a través del tiempo (es decir, para envejecer). Pero cuando te acercas a la gravedad gigantesca del agujero negro, esta curva el espacio. Esta curvatura te obliga a gastar una gran parte de tu presupuesto de velocidad en el movimiento a través del espacio (luchando contra la gravedad). Por lo tanto, si gastas más velocidad en el componente espacial (luchar contra la gravedad), necesariamente tienes que gastar menos velocidad en el componente temporal. El resultado es que tu movimiento a través del tiempo, el ritmo de tu envejecimiento, se ralentiza. Tu velocidad total en el espacio-tiempo es constante, pero el reparto entre tiempo y espacio cambia.

Cuanto más cerca estás del agujero negro, más fuerte es la gravedad, más deformado está el espacio-tiempo y, por lo tanto, más lento transcurre el tiempo en comparación con alguien que observa desde la tranquilidad del espacio profundo o de la Tierra.

La paradoja del gemelo y la experiencia personal

Lo más importante que debemos entender es esto: si tú y yo estuviéramos juntos en el planeta de Miller, no sentiríamos que el tiempo va lento. Nuestros relojes, nuestros latidos y nuestro envejecimiento nos parecerían totalmente normales. Nosotros seríamos el punto de referencia.

El truco está en la perspectiva.

Si yo me quedo en el planeta de Miller y tú te vas a la Tierra, cuando nos volvamos a encontrar, tú habrás envejecido siete años por cada hora que yo pasé en el planeta. Yo he viajado al futuro de la Tierra sin notarlo. Esta es la esencia de la dilatación temporal gravitacional que se ve en la película.

Así, la ciencia nos dice que para viajar al futuro, solo necesitamos una cosa: un motor gravitacional extremadamente poderoso, como un agujero negro, y la voluntad de sacrificar todo nuestro presente. El tiempo no es fijo, y la física, a veces, es mucho más emocionante que el cine.