WIRED: ¿Por qué es más fácil simular un agujero negro que una estrella?

Miguel Alcubierre: Suena paradójico porque uno se imagina que los agujeros negros son cosas tremendamente exóticas y las estrellas ahí están, como el Sol: las vemos. Pero las estrellas son objetos muy complicados. Tienen gases, plasmas, reacciones nucleares, hay convección en el gas que se mueve, hay radiación, se están creando fotones, los fotones tienen que salir, las reacciones nucleares producen neutrinos, que son todavía más complejos… Un agujero negro, en comparación, es un objeto muy simple. Ahí no hay nada. Lo único que hay es gravedad. Es un campo de gravedad muy intenso. No hay materia, no hay gases, no hay fluidos, no hay neutrinos, no hay radiación, no hay nada. Solamente es una gravedad muy intensa. En ese sentido, es un sistema mucho más puro. Por eso, son más fáciles de estudiar. Claro que hay ciertas complicaciones… Un agujero negro tiene en el centro lo que llamamos la singularidad, ahí donde la gravedad es infinita. En cierta región del agujero negro, no puede escapar ni la luz y eso causa problemas matemáticos… Pero con todo y esos problemas, siguen siendo más sencillo modelar un agujero negro que una estrella. Hay otro chiste que hacemos las personas que nos dedicamos a estas cosas. Decimos que la gente que estudia estrellas no hace “astrofísica”, sino “gastrofísica”, porque las estrellas son tan complejas como si estuvieras entrando en un estómago: hay química, reacciones y mucho movimiento.

WIRED: ¿Cómo se logró simular la colisión de agujeros negros?

Miguel Alcubierre: El modelo del choque de dos agujeros negros fue un problema que nos tomó cuarenta años resolver. Bueno, a mí no. Yo no había nacido cuando empezaron a resolverlo. Cuando dos agujeros negros están en órbita se van acercando poco a poco porque pierden energía. Se van acercando y, eventualmente, chocan. Cuando chocan se produce una señal muy intensa de ondas gravitacionales y eso es lo que queríamos detectar. Los detectores finalmente se construyeron y lograron captarlas en 2015. Antes de 2015, aunque no las habíamos detectado, sabíamos que era un problema importante porque, eventualmente, íbamos a querer detectarlas. Se intentó resolver por primera vez en 1964, el año en que nací. Es un problema tan complicado que no se puede resolver con lápiz y papel. Así que hay que resolverlo con simulaciones en una computadora. Se intentó en el 64, pero imagínate las computadoras de esa época. Tampoco se entendían bien las matemáticas que implicaba. Simplemente no funcionó. Se siguió intentando durante décadas. Se podía más o menos simular cuando chocan de frente dos agujeros negros, pero eso no iba a pasar en la naturaleza (en realidad chocan en espiral). Fuimos avanzando poco a poco. No entendíamos cómo escribir ecuaciones tan complicadas para que la computadora pudiera resolverlas de manera eficiente. Al interior de los agujeros negros, el campo gravitacional es infinito y esto no lo puede procesar la computadora. Le metes un infinito a la computadora y simplemente se detiene. Entonces teníamos que hacer algo para trabajar con estos infinitos. Trabajé mucho en esto, pero la contribución final no fue mía. Cuando estábamos trabajando en esto, lo que hacíamos, en la práctica, era considerar que había un infinito y factorizar. Es decir, quitar el infinito a mano y trabajarlo por fuera con otras técnicas. Finalmente, lo que sobraba, lo que sí era finito, se lo dejábamos a la computadora. Quitábamos los infinitos en puntos específicos. Aquí hay uno, aquí hay otro, los quitamos, y evolucionamos todo lo demás. Pero esos infinitos seguían ahí. Después los teníamos que volver a poner porque estaban ahí. Todo esto resultaba en que los agujeros negros no se podían mover en la simulación. Los habíamos clavado a la simulación. En el 2005, a alguien se le ocurrió una gran idea. ¿Y si le decimos a la computadora que esto no es un infinito sino un número inmenso y dejamos que haga lo que quiera? ¿Qué pasa si no quitas los infinitos a mano para ver qué hace? Y pues funcionó (se ríe). De pronto, empezaron a dar vueltas los agujeros negros en la simulación y todo funcionaba. Una de esas veces en las que uno es más listo de lo que debería ser. Tratamos de ser muy listos pensando que la computadora no iba a poder con el infinito y alguien simplemente decidió no quitarlo. La razón a posteriori es que, claro, del agujero negro, físicamente, no escapa nada. De un agujero negro físico no escapa ni siquiera la luz y como todo viaja más lento que la luz, no escapa nada. Pero cuando lo subes en la computadora, hay un efecto secundario. En este lugar casi infinito, tus errores en el cálculo son enormes, pero esos errores no salen del agujero negro por la misma razón que no escapa la luz. Si lo estás simulando bien, este error, aunque sea enorme, no sale, no afecta lo que está pasando afuera del agujero negro. Ese fue el gran momento eureka: ni siquiera el error escapa de un agujero negro. En ese descubrimiento yo no participé, pero sí había participado en los años anteriores en otras cosas: escribir las ecuaciones de manera más adecuada, en encontrar cómo establecer sistemas de coordenadas más adecuados que también fueron ingredientes necesarios. Pero faltaba lo último. A partir de ahí se resolvió el problema, diez años antes de que se pudieran detectar las ondas gravitacionales en el 2015. Había gente que llevaba trabajando en esto 40 años. Yo, particularmente, llevaba 15 años trabajando en este tema. Después de tantos años, ver que algo que has trabajado tanto se puede hacer es muy emocionante.