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2020-10-12Nobel de Física 2020: el mexicano que hizo una de las primeras mediciones de la masa del hoyo negro en el centro de la galaxia

Unam Global |La Real Academia Sueca de Ciencias reconoció esta mañana con el Nobel de Física 2020 a tres investigadores por revelar la existencia irrefutable del agujero negro supermasivo ubicado en el centro de nuestra galaxia, cuya masa fue medida por el astrónomo mexicano Luis Felipe Rodríguez desde 1978.

El Nobel de Física fue concedido al estudio de “uno de los secretos más oscuros del Universo”, dijo Göran K. Hansson, secretario de la Real Academia Sueca de Ciencias, y a las contribuciones del británico Roger Penrose, junto con los astrónomos Reinhard Genzel, de Alemania, y Andrea Ghez, de Estados Unidos, quien se convirtió así en la cuarta mujer en ser reconocida con el Nobel de Física en la historia de estas preseas.

Se le otorga a Penrose por “descubrir que la formación de un hoyo negro es una robusta predicción de la teoría general de la relatividad”, mientras que a Genzel y Ghez los reconocieron por “el descubrimiento de un objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia”, anunció Hansson.

Para Luis Felipe Rodríguez, esa frase le es bastante familiar. Su tesis con la que obtuvo el grado de doctor en 1978, titulada “Observaciones de las líneas de recombinación de radio del gas ionizado en el centro galáctico”, revelaba, justamente, las primeras señales de la presencia de una fuente supermasiva en el centro de nuestra galaxia.

En ese tiempo no le llamaban agujeros negros simplemente porque había demasiadas dudas de que existiesen. “El concepto de hoyo negro era muy mal visto pero esto fue cambiando. En la actualidad ya todo el mundo lo acepta, pero sí costó mucho trabajo, el mismo Einstein era muy escéptico de que hubiera hoyos negros”, cuenta Rodríguez a Noticias IFUNAM.

La escritora Marcia Bartusiak documenta esta historia en su libro “Agujero negro: cómo una idea abandonada por los newtonianos, odiada por Einstein y apostada por Hawking, se volvió amada”.

“Durante más de medio siglo, los físicos y los astrónomos se mantuvieron en una acalorada disputa sobre la posibilidad de que hubiera agujeros negros en el universo. La extraña noción de un abismo del espacio-tiempo del que nada escapa, ni siquiera la luz, parecía confundir toda lógica”, cuenta Bartusiak.

Luis Felipe Rodríguez, quien actualmente es investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM, fue uno de los pocos mexicanos que dieron las primeras batallas para cambiar esa tendencia, entender que el Universo está conformado por fuentes de energía titánica que solo pueden entenderse a la luz de la relatividad, y lograr con ello que los hoyos negros pudieran ser nombrados, descritos e, incluso, más recientemente, fotografiados.

Las primeras señales

Desde los años 70 los radioastrónomos habían encontrado que en el centro de nuestra galaxia había una fuente bastante intensa de ondas de radio y desde esa época se empezó a sospechar que podía ser un hoyo negro, pues se sabía que alrededor de esa fuente ardía gas ionizado.

Pero la “magia” de confirmar su existencia no era (ni es ahora) una tarea sencilla, debido a que el centro de la galaxia no se puede ver con las técnicas clásicas de la astronomía visible por el exceso de gas y polvo cósmico.

Así que, para su trabajo, Luis Felipe Rodríguez utilizó ondas de radio, que sí pueden atravesar ese polvo. Y, específicamente, usó radiotelescopios, parábolas metálicas muy grandes, para captar las ondas de radio que vienen del centro.

“En particular observamos lo que se llama una línea, una emisión del hidrógeno, y la vimos muy ancha, y eso nos llevó a pensar en un hoyo negro”, cuenta Rodríguez. “Estudié alrededor del hoyo negro y encontré que el gas estaba rotando muy rápido y que, si no había algo que lo jalara gravitacionalmente, ese gas ya se hubiera extendido hace mucho”.

Luis Felipe Rodríguez calculó la masa que hacía falta y obtuvo una de 5 millones de masas solares, es decir 5 millones de veces la del Sol. A pesar de que ya se sabía que ahí podía haber un hoyo negro, la aportación de Rodríguez fue darle al mundo una de las primeras determinaciones de su masa.

Su trabajo, publicado en 1979, le valió el Premio Robert J. Trumpler, que reconoce a la mejor tesis doctoral de astronomía hecha en los Estados Unidos.

Llegó el futuro: medir el movimiento de las estrellas

Fue en esa época que el mexicano conoció en Harvard a quien hoy fue reconocido con el Nobel de Física, el alemán Reinhard Genzel. Después del trabajo de Rodríguez, Genzel realizó otra investigación, publicada en 1984, para estudiar el mismo gas y concluyó que, en efecto, se trataba de un objeto supermasivo pero su cálculo fue de 3 millones de masas solares.

Sin embargo, ninguno de esos trabajos tuvo suficiente repercusión. “Lo que pasó es que el gas es muy fácil moverlo con una explosión de una estrella, con lo que llamamos vientos, y la gente dijo: ‘No, eso se está moviendo por otra razón, no es un hoyo negro’. Así que Genzel, inteligentemente, se dio cuenta que lo que había que demostrar era el movimiento, pero ya no en el gas, que es tan susceptible a otros efectos, sino en las estrellas”, explica el astrónomo.

Y dio en el blanco… o, mejor dicho, en el negro. Aunque las ondas de radio sirven para estudiar mejor el gas, lo que usó Genzel para medir el movimiento de las estrellas fue el infrarrojo, que también puede atravesar el polvo. El movimiento del gas sí puede cuestionarse ya que puede deberse a otras causas, pero en el caso del movimiento de las estrellas, usando el infrarrojo, es muy difícil argumentar que pueda deberse a otra cosa más que la gravedad de un cuerpo muy masivo.

Así que Genzel se fue por esa ruta. Inició un programa para estudiar las estrellas que habían alrededor de ese hoyo negro y después de más de 35 años de trabajo intenso, él y su equipo lograron ver cómo estas estrellas están moviéndose alrededor del hoyo negro rápidamente y con base en eso pudieron determinar su masa actualmente aceptada: 4 millones de veces la del Sol. “O sea, quedó entre su estimación y la mía iniciales”, dice Rodríguez.

Al mismo tiempo, una astrónoma joven, Andrea Ghez, quien hoy comparte el Nobel de Física con Genzel, había iniciado un programa similar, también usando infrarrojo, que la llevó, prácticamente al mismo tiempo, a la misma conclusión: ahí hacía faltaba un cuerpo muy masivo que no emitía luz.

Los caminos que se bifurcan

Rodríguez cree que otra historia habría sido si él hubiera decidido quedarse en Estados Unidos en lugar de volver a México tras terminar su doctorado.

“Es claramente una bifurcación interesante. Yo me regresé a México con los recursos muy limitados, necesitaba gente y equipos que tuvimos que conseguir del extranjero”, dice.

Genzel, en cambio, experimentó pocas necesidades en Alemania. “Es un personaje muy importante y recibe un apoyo tremendo para construir estas cámaras que captan la radiación infrarroja y que permiten colocar la posición de las estrellas. Andrea estaba haciendo lo mismo en Estados Unidos. Entonces uno ve cómo, en efecto, se bifurcan las carreras: una persona que está en el primer mundo puede darle vuelo a su ambición y a sus deseos y hacer cosas; en México, pues la tenemos muy difícil y tiene uno que sacrificar cosas de la carrera”.

A pesar de ello, a pesar del tiempo que ha pasado, y a pesar de la carrera que no continuó en un país de primer mundo, Rodríguez, uno de los científicos mexicanos más reconocidos y premiados, está satisfecho con la contribución que hizo en esos años.

“Creo que fue una contribución interesante porque mantuvo viva esta idea de que ahí había un cuerpo muy masivo. La verdad es que esto no lo creyó la gente hasta que no se demostró con el movimiento en las estrellas, pero sirvió para buscar ese agujero negro”, dice el astrónomo.

Su trabajo sirvió para seguir la esencia de la ciencia misma (y que va más allá de los premios): buscar respuestas.

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