Oppenheimer casi descubrió los agujeros negros antes de convertirse en ‘destructor de mundos’

J. Robert Oppenheimer, ahora protagonista de una película muy esperada que llegará a los cines el 21 de julio, es hoy más conocido por su liderazgo científico en el Proyecto Manhattan de EE. UU., el programa intensivo de la era de la Segunda Guerra Mundial para construir las primeras bombas atómicas. . Pero apenas unos años antes, Oppenheimer se había encontrado pensando en “armas” de destrucción masiva muy diferentes: los agujeros negros, aunque pasarían décadas antes de que surgiera ese nombre.

“Fue influyente; fue visionario”, dice Feryal Özel, astrofísico del Instituto de Tecnología de Georgia, sobre el trabajo de Oppenheimer sobre agujeros negros y estrellas de neutrones, los cadáveres superdensos de estrellas masivas extintas. “Tiene un impacto duradero”. Özel es miembro fundador de Event Horizon Telescope Collaboration, que publicó la primera imagen de un agujero negro en 2019, 80 años después de que Oppenheimer fuera coautor de un artículo que teorizaba que tales objetos podrían existir.

Özel no es el único físico moderno destacado que admira el trabajo de Oppenheimer sobre los agujeros negros. “Se sostiene completamente; no hay fallas”, dice Kip Thorne, profesor emérito de física en el Instituto de Tecnología de California. Thorne ganó el Premio Nobel de Física en 2017 por su trabajo con el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO), que en 2015 detectó ondas gravitacionales de dos agujeros negros en colisión. “Fue mucho más allá de cualquier cosa que nadie hubiera hecho jamás”, dice Thorne sobre el “tour de force” artículo de Oppenheimer que explora los agujeros negros, que tiene sólo cinco páginas. “Es sorprendente lo que contiene”.

La breve incursión de Oppenheimer en la astrofísica comenzó con un artículo de 1938 sobre estrellas de neutrones, que continuó en una entrega de 1939 que incorporó aún más los principios de la teoría general de la relatividad de Einstein. Luego publicó un tercer artículo sobre los agujeros negros el 1 de septiembre de 1939, pero en ese momento apenas se notó porque ese era el mismo día en que Alemania invadió Polonia, iniciando la Segunda Guerra Mundial. Oppenheimer nunca volvió a escribir sobre el tema.

Incluso si no hubiera sido eclipsado por la guerra, el trabajo de Oppenheimer sobre estrellas de neutrones y agujeros negros “no se entendió que fuera terriblemente significativo en ese momento”, dice Cathryn Carson, historiadora de la ciencia de la Universidad de California, Berkeley.

Cada artículo fue escrito con un miembro diferente del enjambre de estudiantes de posgrado y académicos postdoctorales que Oppenheimer cultivó cuidadosamente. Estos protegidos facilitaron su capacidad para saltar entre temas de investigación y, en última instancia, según Thorne y otros, representan una de sus contribuciones más importantes a la física.

El tercer artículo culminante de Oppenheimer, escrito con su alumno Hartland Snyder, explora las implicaciones de la relatividad general en las estrellas más masivas del universo. Aunque los físicos necesitaban incluir algunas suposiciones para simplificar la pregunta, determinaron que una estrella lo suficientemente grande colapsaría gravitacionalmente indefinidamente y en un período de tiempo finito, lo que significa que los objetos que ahora conocemos como agujeros negros podrían existir.

“Eventualmente debería surgir lo que ahora llamaríamos una singularidad en el origen, un punto de densidad infinita donde, en cierto sentido, el propio espacio-tiempo se desgarra, y debería convertirse en lo que ahora llamaríamos un horizonte de sucesos”, dice David Kaiser, un Físico e historiador de la ciencia en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. “Todo esto está en ese artículo; no en el vocabulario moderno, pero las matemáticas son absolutamente reconocibles para nosotros hoy”.

En las décadas transcurridas desde la bomba del agujero negro de Oppenheimer y Snyder, los científicos han confirmado que los mismos principios se mantienen incluso sin las suposiciones simplificadoras establecidas inicialmente. Thorne dice que el artículo es particularmente sorprendente, dado el trabajo contemporáneo de un físico aún más famoso: el que desarrolló la relatividad general en primer lugar.

“[Albert] Einstein publicó casi simultáneamente un artículo en el que sostenía que no puedo “Hacer que una estrella o cualquier objeto se reduzca al tamaño de lo que ahora llamamos radio gravitacional o el tamaño de un agujero negro”, dice Thorne. “Einstein estaba completamente equivocado”.

Pero a pesar del mérito del trabajo de Oppenheimer y Snyder sobre los agujeros negros, el tema estuvo relegado a un segundo plano durante décadas, y hoy tal vez sea mejor conocido como un ejemplo aleccionador de cómo las ideas brillantes pueden pasarse por alto, dice Manuel Ortega-Rodríguez, un teórico Físico de la Universidad de Costa Rica.

“Me pareció realmente interesante, fascinante y aterrador que una idea así hubiera existido durante 25 años y nadie le prestara atención”, dice. “Eso significa que hoy podríamos tener una idea igualmente revolucionaria que la comunidad está ignorando”.