La vida seria més senzilla si els forats negres no existissin

Són extrems, misteriosos i problemàtics. S’hi concentra la matèria equivalent a milions d’estrelles però no en sabem res perquè no deixen anar cap pista. Res del que hi entra en pot sortir, o sigui que no tenim manera humana ni tecnològica de saber com són per dins. I això és un maldecap. Parlem, esclar, de forats negres com el que hi ha al centre de la nostra galàxia, presentat al món en forma d’imatge per la col·laboració Event Horizon Telescope (EHT) aquesta setmana. “El mer fet que existeixin els forats negres ja porta problemes perquè posa un interrogant als fonaments de la física moderna”, explica Diego Blas, físic teòric de l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE).

Els forats negres podrien no existir, efectivament. De fet, això és el que es va pensar durant molts anys encara que el 22 de desembre del 1915 el tinent Karl Schwarzschild trobés la primera solució exacta a les equacions d’Einstein, publicades un mes abans. Aquell desenvolupament preveia la possibilitat d’una massa tan concentrada que exercís una gravetat capaç de retenir la mateixa llum. L’elucubració que Schwarzschild havia fet a les trinxeres del front rus podria haver sigut una mera extravagància matemàtica sense cap relació amb la realitat, però, tal com han demostrat els resultats dels detectors d’ones gravitatòries LIGO i Virgo i les dues imatges captades per l’EHT (la del forat negre M87 presentada el 2019 i la de Sagitari A* publicada aquesta setmana), els forats negres són reals. “Per tant, els teòrics hem d’apechugar i posar-nos a treballar”, reconeix Blas amb el seu accent aragonès.

El problema dels forats negres és que són màquines de destrucció perfectes. El foc, que, tal com canta Rosalía, “es bonito porque todo lo rompe ”, no ho és tant. Si agafés el bestseller mundial inèdit que tinc imprès a l’escriptori i el llancés al foc, aparentment quedaria destruït de manera que el text seria irrecuperable. Els lectors podrien estar ben tranquils, però. En realitat, si es poguessin mesurar amb prou precisió les trajectòries i velocitats de totes les partícules que formen el fum i els gasos que surten de la combustió, es podrien utilitzar les lleis de la física per simular el procés d’incineració a la inversa i acabar reconstruint el bestseller. Encara que un sistema físic canviï, sempre es poden conèixer els estats anteriors. Però vet aquí que això passa a tot arreu menys als forats negres.

A la panxa del bou, on no neva ni plou

Si, en lloc de cremar-lo, agafés el bestseller i el deixés caure a l’interior d’un forat negre, ja no tornaria a sortir mai més d’allà. Es podria pensar que les partícules que el formaven romandrien d’alguna manera a l’interior de la bèstia. Però Stephen Hawking va descobrir als anys setanta que els forats negres s’evaporen: perden massa a través de la superfície i es van encongint fins que al cap de 10 anys -un temps prudencial, això sí- desapareixen del tot. La qüestió és que les partícules que s’evaporen del forat no guarden cap relació amb el seu interior. I això implica una discontinuïtat en els processos físics que, tal com explica Blas, xoca directament amb els fonaments de la física.

Aquest misteri, que es pot reformular amb una pregunta que fins i tot pot fer una criatura -què passa a dins d’un forat negre?-, rosega els físics des de fa dècades. Acceptar que els forats negres són així implica que hem de revisar les lleis de la física. Per acceptar que no ho són i trobar-hi alguna explicació, cal seguir fent recerca per entendre’ls amb més profunditat. La imatge de Sagitari A* publicada per l’EHT i la investigació que es fa des dels detectors d’ones gravitatòries pot ajudar a conèixer cada vegada millor aquests objectes i, al seu torn, posar a prova les teories físiques actuals amb les quals s’estudien, cosa que hauria d’ajudar a comprendre millor el misteri del seu interior. “Als forats negres podem posar la física a les condicions més extremes possibles i testejar-la”, assegura Ignasi Ribas, director de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).

Per altra banda, l’EHT s’ha acostat molt més a l’horitzó de successos -és a dir, el punt de no retorn a partir del qual ja res pot tornar enrere, l’abisme definitiu- de Sagitari A* del que ho va fer quan va estudiar M87. Per tant, els estudis que se’n derivin aportaran més detalls sobre aquests abismes còsmics. De moment, però, tot i que cada vegada ens hi acostem més i el coneixem millor, el monstre continua guardant el seu secret més preuat. I, gràcies a misteris i paradoxes com aquesta, la vida es torna deliciosament complicada.