Els forats negres han estat durant anys els protagonistes de pel·lícules i històries fantàstiques. Molts han escrit aventures de personatges engolits per aquests monstres i deixant volar la imaginació, i fent servir més aviat poca ciència, han plasmat a la gran pantalla aventures dels nostres personatges preferits. És per això que fent servir un bon grapat de ciència avui respondrem la següent pregunta: “Què passa si caiem dins d’un forat negre?”. Abans de poder respondre aquesta pregunta cal que parlem sobre què són aquests forats negres i que parlem de la física que els regeix.
Definirem primer què és un forat negre i per fer-ho invocarem la teoria de la relativitat del famós físic alemany Albert Einstein en què ens deia que res pot anar més de pressa que la llum. De ben segur que han sentit a dir que tot cos massiu atrau els cossos del seu voltant amb una certa força gravitatòria. És per això que per poder fugir de qualsevol cos caldrà que superem aquesta força, tal com fem quan intentem separar dos imants. Fent uns quants càlculs senzills podem calcular l’anomenada velocitat d’escapament, què és aquella que necessitem per fugir d’un cos. Per exemple, si volem escapar de la Terra amb un coet, caldrà que ens moguem a almenys 11,2 km/s. Com es poden imaginar, com més gran sigui aquesta velocitat d’escapament més difícil serà abandonar l’astre en qüestió. Si la velocitat d’escapament fos superior a la de la llum, bàsicament significaria que no es pot escapar de l’objecte. És així com es defineixen els forats negres.
Ara que tenim clar què són els forats negres hem de parlar d’on venen. Per explicar la formació dels forats negres, és necessari parlar del cicle de vida de les estrelles. Els estels neixen d’un núvol de gas que en contraure’s permet que s’assoleixin les condicions necessàries perquè l’Hidrogen es fusioni, convertint-se en Heli. Quan aquesta contracció es detingui el gas haurà esdevingut oficialment un estel. Passats bilions d’anys, la majoria de l’Hidrogen s’haurà fusionat i l’estel començarà a contreure’s de nou. Llavors, l’estel ha d’usar un altre “combustible”: l’Heli. La següent etapa de la vida d’un estel es diu gegant vermella. Les gegants vermelles són de dimensions molt majors que les estrelles originals. Quan la gegant vermella es queda sense “combustible”, es comença a contraure novament. Aquesta contracció fa que el nucli assoleixi temperatures altíssimes, de manera que es formen elements més pesants com el Carboni o l’Oxigen. Un cop l’estel consumeix aquest últim tipus de “combustible”, diem que ha arribat al final de la seva vida. A partir d’aquest moment, els estels amb masses majors que el Sol (fins a 40 vegades més grans) expulsen amb una gran força les seves capes externes. Aquest procés és anomenat supernova. Normalment, una supernova deixa enrere una estrella de neutrons, una espècie de cadàver d’estel, però els estels 40 vegades majors que el Sol poden convertir-se en un forat negre. En aquests casos, la força entre les partícules no és capaç de frenar el col·lapse i la caiguda continua fins a formar un cos tan dens que ni la llum en pot escapar: un forat negre.
Ara que ja tenim una idea més clara de què són els forats negres ens trobem en condicions de respondre la nostra pregunta: Què succeeix si caic dins d’un forat negre? Per fer-ho imaginarem que estem d’expedició espacial al centre de la nostra galàxia on tenim un forat negre anomenat Sagitari A*. Viatgem acompanyats dels nostres companys que decideixen quedar-se a la nau mentre nosaltres ens llancem de cap al forat negre. Cal pensar que aquesta expedició ha estat ideada per les grans ments de la Terra que han decidit explorar un forat negre el menys perillós possible, un forat negre gegant. Els grans científics rere l’expedició són conscients que si el forat negre no fos prou gran, nosaltres, estaríem predestinats a una terrible mort. Si ens llancéssim de cap a un forat negre massa petit les forces que experimentarien els nostres caps serien molt més grans que les dels nostres peus i el nostre cos s’estiraria ben bé com un xiclet. Aquest procés és comunament anomenat espaguetització i ja es poden imaginar per què.
Parlem primer del que podrien veure els nostres companys que ens miren preocupats des de la nau. En contra de tota lògica, la relativitat d’Einstein ens diu que ens veurien caure cada cop més lentament, com si caiguéssim a càmera lenta, fins a quedar congelats a l’horitzó del forat negre, com si algú hagués fet clic en el botó de pausa. A poc a poc els nostres companys ens veurien atenuar-nos perquè cada vegada una major quantitat de llum seria absorbida. De fet els nostres companys també veurien que ens anem tornant d’un color cada cop més vermell pel fet que la intensa gravetat estiraria les ones de llum que sortirien del nostre cos, fent la seva longitud d’ona més llarga i vermella. Finalment arribaríem a un punt en què tota la llum reflectida pel nostre cos seria absorbida pel forat negre i desapareixeríem de la vista dels nostres companys.
Ara toca parlar de què veuríem nosaltres, des del nostre punt de vista no veuríem el món a càmera lenta, sinó que veuríem passar el temps de forma normal. Parlem primer de l’horitzó de successos que no és res més que el punt a partir del qual tota la llum que entra al forat negre ja no en pot sortir. Ara suposarem que duem un vestit espacial tan bo que ens permet sobreviure als efectes gravitatoris intensos prop de l’horitzó de successos del forat negre i que ens permet suportar altes temperatures del temible mur de foc que molts científics afirmen que hi trobem. Els científics que ens guien han fet els càlculs de la nostra trajectòria tan exactes que aconseguim sobrepassar l’horitzó de successos i evitem el que més temíem: quedar-nos donant voltes al forat negre eternament. A partir d’aquest moment les coses es comencen a tornar estranyes i més aviat especulatives. Resulta que malgrat que traspasséssim l’horitzó de successos no ens n’adonaríem i seguiríem sense saber que l’hem traspassat. Més enllà de l’horitzó de successos, la força gravitatòria es faria tan intensa que la nostra imatge de l’espai canviaria fins a arribar a la singularitat central. Una singularitat és un lloc on les lleis i models de la física fallen, així que no podem saber amb seguretat què és el que passa aquí dins. Així i tot, no cal preocupar-se’n, ja que el nostre cos, malgrat haver sobreviscut hipotèticament a l’espaguetització, s’hagués desintegrat a causa de la forta gravetat abans de poder trobar-nos en aquesta situació.
Així és com acabem la nostra aventura espacial que ens ha dut fins l’abisme d’aquest forat negre. Us convidem a visitar-nos i gaudir del cel fosc de Prades on podrem observar a ull nu el nostre centre galàctic on trobem el nostre estimat company d’aventures: el forat negre Sagitari A*.
Núria Urgell