Investigan si existe un agujero negro primordial escondido en nuestro sistema solar

El reconocido físico estadounidense Edward Witten ha cimentado su trayectoria desarrollando teoremas matemáticos importantes y estudiando las increíbles propiedades del espacio-tiempo y del universo. Fue ganador de la prestigiosa Medalla Fields en 1990, planteó una de las “teorías del todo” más importantes hasta la fecha y actualmente enseña física en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, en Nueva Jersey.

En un nuevo artículo, Witten se sumerge en otro tema alucinante, esta vez un poco más cercano a nuestro hogar galáctico: si hay un agujero negro al acecho en los oscuros confines de nuestro sistema solar, ¿cómo lo podemos localizar y estudiar?

Witten se dispuso a escribir el artículo en 2019 tras leer un estudio que especulaba que podría haber un agujero negro orbitando el sol. “Me pareció tan fascinante que quise pensar en una forma de probar la teoría”, dice.

Para ponernos en situación: existen pruebas preliminares de que hay un enorme objeto desconocido escondido en los límites de nuestro sistema solar, unas 500 veces más lejos del sol que de la Tierra. Los movimientos de algunos objetos transneptunianos, una clase de rocas espaciales que se encuentran más allá de los planetas y que muestran unas órbitas agrupadas de forma extraña, han desconcertado a los científicos durante años.

Una explicación popular de este fenómeno es que en el sistema solar hay un noveno planeta, conocido como el Planeta 9, aún por descubrir, con nueve veces la masa de la Tierra. Sus fuerzas gravitacionales, sigue la hipótesis, son las causantes de esos patrones orbitales tan extraños. Este supuesto cuerpo celeste nunca ha sido detectado y nadie sabe realmente si existe, pero los científicos lo buscan activamente y plantean diferentes explicaciones para las órbitas de los objetos transneptunianos, como la existencia de un disco de cúmulos helados.

La idea de que el Planeta 9 podría ser un agujero negro la plantearon por primera vez en el artículo de 2019 que mencionamos antes los físicos Jakub Scholtz y James Unwin. El equipo especuló que un agujero negro primordial —un objeto hipotético que se formó al comienzo del universo— podría estar en el mismo rango de masa que el supuesto Planeta 9.

A diferencia de los agujeros negros estelares que se forman de las muertes explosivas de las estrellas, se cree que los primordiales se generaron por las perturbaciones gravitacionales tras el Big Bang. Al igual que el Planeta 9, nadie sabe con seguridad si existen. Teóricamente, sin embargo, podrían ser mucho más pequeños que los estelares o supermasivos y por lo tanto se podrían confundir con un planeta (aunque los agujeros negros primordiales serían del tamaño de una pelota de tenis).

Cualquier oportunidad para estudiar un agujero negro primordial de cerca —por no decir una reliquia del universo primigenio— ofrecería un laboratorio natural sin precedentes con infinitas aplicaciones. Las grandes incógnitas de la relatividad general, la física de partículas y la evolución del universo se podrían esclarecer al estudiar y medir in situ un agujero negro.

Pero si realmente existe uno escondido en algún lugar del sistema solar, sería extremadamente difícil encontrarlo. “Se necesitarían lanzar decenas, o mejor dicho, cientos de sondas en diferentes direcciones para buscarlo”, dice Witten. “Es poco práctico puesto que una sola misión costaría varios millones de dólares”.

En su estudio, publicado en arXiv recientemente, Witten sugiere que el proyecto Disparo Estelar (Breakthrough Starshot) —una visión futurista que pretende acelerar flotas diminutas de naves espaciales a velocidades relativistas con láseres terrestres— podría ser una forma de superar este problema y encontrar el agujero negro, si es que de verdad existe.

Disparo Estelar es un proyecto de investigación de 100 millones de dólares encargado de desarrollar una flota interestelar capaz de alcanzar el sistema estelar más cercano, Alpha Centauri, en un plazo de entre 20 y 30 años.

Actualmente no disponemos de los avances técnicos necesarios para construir el concepto como se ha imaginado. Pero si conseguimos desarrollar una nave espacial capaz de viajar a una velocidad cercana a la de la luz, podríamos, finalmente, trazar los oscuros límites de nuestro sistema solar, además de poder navegar hasta lugares interestelares de interés.

“Hay muchos cuerpos que se han descubierto en el exterior del sistema solar y no han sido avistados por una aeronave”, dice Witten. “Si se pudiera seguir adelante con el Disparo Estelar, podría ser útil para hacer vuelos de reconocimiento de docenas de objetos no explorados en las afueras del sistema solar”.

El proyecto sería ideal para resolver el misterio del Planeta 9 gracias a “dos ventajas obvias”, añade Witten: “Podríamos llegar en 10 años, en vez de 50, y una vez que se construyeran las costosas instalaciones aceleradoras, podrían usarse para lanzar cientos de sondas”.

Esta misión de reconocimiento que propone no tendría que viajar tan rápido como la flota del Disparo Estelar, que se espera que acelere a un 20 por ciento de la velocidad de la luz. Para llegar a los alrededores del supuesto planeta o agujero negro primordial en una década más o menos, Witten calcula que la flota tendría que viajar tan solo a un 0,001 por ciento de la velocidad de la luz.

Sigue siendo una velocidad increíblemente vertiginosa, pero también es lo suficientemente lenta como para que las micronaves puedan portar más herramientas, incluidos los dispositivos de precisión y comunicación de última generación necesarios para enviar información exacta a la Tierra. Las minisondas no necesitarían siquiera acercarse demasiado al objeto para detectarlo, pues sería suficiente “con una distancia similar a la de la Tierra y Plutón”, dice Witten.

Si una de estas sondas, de entre cientos o miles, fuera capaz de encontrar el Planeta 9, se podrían enviar misiones posteriores con naves y herramientas mucho más grandes para seguirle la pista.

“Una vez que se sepa dónde está el Planeta 9, creo que podríamos enviar una sonda mucho más capaz para estudiarlo en detalle”, explica Witten. “Esto puede ser en forma de una aeronave convencional que tarda 50 años en llegar; lo cual es lo más sensato si se encuentra el Planeta 9 y quiere estudiarse de cerca, mejor que un vuelo de reconocimiento de una micronave espacial”.

Puesto que toda esta tecnología probablemente tardará décadas en desarrollarse, si es que termina siendo posible, podría pasar un siglo hasta que viéramos datos claros sobre la naturaleza de estos objetos del sistema solar exterior —de nuevo, siempre y cuando existan—.

Aunque sería absolutamente sensacional descubrir un nuevo planeta o un cúmulo en los salvajes exteriores de nuestro sistema, encontrar un agujero negro primordial merodeando en la oscuridad sería completamente revolucionario. Ahora mismo, el agujero negro más cercano conocido está a 1000 años luz, demasiado lejos para cualquier tipo de visita galáctica. Pero si hubiera uno en el patio trasero de nuestro sistema solar, podríamos enviar una nave espacial directamente para estudiar una de las creaciones más exóticas del universo.

Además, es posible que, lo que quiera que esté causando las anomalías en la orbita de los objetos transneptunianos, sea incluso más raro que un agujero negro.

“Un ejemplo de algo más exótico que la hipótesis de los agujeros negros primordiales es que el Planeta 9 sea una pepita de cuarks” dice Witten, describiendo un objeto teórico hecho de partículas subatómicas aglomeradas llamadas cuarks.

“Probablemente no existan, pero nuestro entendimiento de las fuerzas que mantienen juntos a los núcleos atómicos no es lo suficientemente buena como para estar seguros”, señala Witten. “A menos que se pueda ver de cerca, sería muy difícil diferenciar entre un agujero negro o una pepita de cuarks con la masa del Planeta 9”.

Todo esto son conjeturas, aunque los planetas escondidos, los agujeros negros del comienzo de los tiempos y las pepitas de cuark están entre los temas más interesantes sobre los que se puede conjeturar. Es posible que, en el futuro cercano, encontremos directamente el Planeta 9 en las afueras del sistema solar o que aparezcan más evidencias de que se trate tan solo de un cúmulo de cuerpos celestes congelados.

Pero de no ser así, podrían pasar varias generaciones hasta que podamos finalmente averiguar qué se esconde en las sombras de nuestro sistema.

“Algunos especulan que, en los próximos siglos, los humanos establecerán colonias en las afueras del sistema solar”, dice Witten. “Si eso ocurre, quizás seamos capaces de visitar el Planeta 9”.

Como precaución, claro, advierte que los humanos no deberíamos “poner pie en él, si se trata de un agujero negro”.

Así que, si alguien lee este artículo dentro de unos siglos, en una era en la que exista una carretera que lleve a lo más profundo del sistema solar, ten cuidado dónde pisas.