En el corazón de un agujero negro, la física tal como la conocemos colapsa. La gravedad, el espacio y el tiempo se fusionan en una maraña inextricable, creando condiciones que desafían nuestra comprensión. Pero si no podemos visitar un agujero negro, tal vez podamos traer una parte de él a la Tierra. Lo hizo un equipo de investigadores de la Universidad de Nottingham, creando por primera vez un "vórtice cuántico" en un superfluido de helio a temperaturas ultrabajas. Un experimento pionero (lo enlazo aqui) que podría abrir una ventana a los secretos más profundos del universo.
Superfluid, una inmersión en lo desconocido a -271°C
Imagínese sumergirse en un baño de helio líquido enfriado a temperaturas justo por encima del cero absoluto (-273,15°C). No olvides tu disfraz, por favor. Una vez “empapado”, descubrirías que la materia se comporta de maneras extrañas y maravillosas, adquiriendo propiedades cuánticas que desafían el sentido común. Y es precisamente en estas condiciones extremas que los investigadores crearon su “miniagujero negro”: un vórtice arremolinado en el superfluido, un tornado cuántico que lo arrastra todo consigo.
No fue fácil. A estas temperaturas, el helio desarrolla una resistencia innata a la formación de grandes vórtices, prefiriendo fragmentarse en innumerables “cuantos” diminutos que tienden a extenderse. Para superar este obstáculo, el equipo tuvo que confinar decenas de miles de estos cuantos en un objeto compacto, lo que dio como resultado un flujo arremolinado de intensidad récord en el ámbito de los fluidos cuánticos.
Cuando el espacio-tiempo empieza a bailar (en el superfluido)
¿Qué tiene que ver este experimento con los agujeros negros? Bueno, más de lo que piensas. Según la teoría de la relatividad general de Einstein, los agujeros negros no son sólo objetos masivos, sino verdaderas distorsiones del espacio-tiempo. Y cuando un agujero negro gira, arrastra consigo la estructura misma del universo, en un efecto llamado "arrastre de fotogramas" o "efecto de sed de lentes".
Y es precisamente este extraño ballet cósmico el que los investigadores lograron reproducir en su tornado cuántico. De hecho, las pequeñas ondas generadas en la superficie del superfluido imitan la forma en que la gravedad de un agujero negro en rotación influye en el espacio-tiempo circundante. Un paralelo fascinante, que abre el camino a nuevas posibilidades de estudio.
A través del espejo cuántico
Quiero dejarlo claro, aunque cualquiera que lea estos artículos sin detenerse en el título lo sepa bien: el vórtice de helio no es un verdadero agujero negro. No nos absorberá en su horizonte de sucesos ni nos aplastará en una singularidad. Pero es un modelo, una lente a través de la cual podemos observar algunos de los fenómenos más exóticos del universo.
Lo explica bien Silke Weinfurtner, líder del Laboratorio de Agujeros Negros donde se realizó el experimento:
Ahora, con nuestro experimento más sofisticado, hemos llevado la investigación al siguiente nivel, lo que podría llevarnos a predecir cómo se comportan los campos cuánticos en el espacio-tiempo curvo alrededor de agujeros negros astrofísicos.
¿Intento traducir? Este tornado cuántico podría ser nuestro espejo Alicia, un portal a un mundo donde las leyes de la física se doblan y retuercen de maneras inimaginables. Un mundo que, hasta ayer, sólo podíamos soñar con explorar.
Un paso a la vez
Estamos apenas al comienzo del viaje: el experimento de Nottingham es un primer paso pionero hacia la simulación de la física cuántica en el espacio-tiempo curvo. Pasarán años, tal vez décadas, antes de que podamos replicar todos los caprichos gravitacionales de un agujero negro real en el laboratorio. Mucho superfluido pasará por debajo del puente.
Sin embargo, todo viaje, incluso el más largo, comienza con un solo paso. Y este primer paso ya nos ha llevado más allá de los límites de lo que creíamos posible. Podemos mirar lo desconocido a los ojos y, tal vez, empezar a comprenderlo.
Quizás, algún día, seamos capaces de crear verdaderos "agujeros negros en un tubo de ensayo", replicando a pequeña escala todos los misterios y maravillas de estos titanes cósmicos. Quizás aprendamos a navegar por las corrientes del espacio-tiempo, bailando en el borde del horizonte de sucesos.
Hasta el infinito y más allá, ¿verdad?
