Aunque muy pocas personas lo saben, un hombre predijo los agujeros negros un siglo antes que Albert Einstein, en 1783, gracias a la mecánica clásica.
El filósofo natural del siglo XVIII, John Michell, es considerado una de las mentes más infravaloradas de la historia. Estudió geología y química, y es considerado actualmente el padre de la sismología y la magnetometría.
Sin embargo, lo que más llama la atención de este genio, es que estableció la conexión entre gravedad, velocidad de escape y la luz que lleva la predicción de agujeros negros 130 años antes de que Karl Schwarzschild, basándose en la teoría de la relatividad de Einstein, lo hiciera.
Un genio desconocido
John Michell
No existe mucha información sobre la vida de Michell. Se sabe que nació en 1724 en Eakring, Nottinghamshire. Proveniente de una familia acomodada; hijo de un rector y de una madre que lo único que se sabe, es que era originaria de Londres.
Ingresó a la Universidad de Cambridge en 1742, aunque no existe un registro exacto de su graduación, pero se sabe que obtuvo el cuarto puesto en los exámenes de matemáticas a comienzos de 1749. Posiblemente se le concedió la licenciatura de matemáticas ese mismo año.
Michell tuvo que volverse diácono en febrero de 1749 de la Iglesia Aglicana para obtener una beca en el Queen’s College de Cambridge. Aquí empieza su carrera académica.
Su primer trabajo importante llegó al año siguiente, en el artículo «A treatise of artificial magnets». Aquí se demostró que fue el primero en identificar la ley del cuadrado inverso de atracción magnética.
También lo hizo con la forma de medir las posiciones adecuadas de los polos magnéticos, pero sus hallazgos no fueron bien recibidos para la época.
Queen’s College de Cambridge, 1960. Crédito: David Loggan / Wikimedia Commons
Michell fue elegido en la Royal Society, año en el que se obtiene la única descripción real de su persona en un registro histórico de William Cole:
“John Michell, BD es un hombre bajito, de complexión negra y gordo; pero como no lo conozco, no puedo decir mucho de él. Creo que tuvo el cuidado de la Iglesia de San Botolph, mientras continuaba siendo miembro del Queen’s College, donde era considerado un hombre muy ingenioso y un excelente filósofo. Ha publicado algunas cosas en ese sentido, sobre el imán y la electricidad”.
Mientras ascendía académicamente, tuvo su única hija con su primera esposa, quien falleció poco después del nacimiento de Mary, en 1765.
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Más tarde publicó una de sus obras más importantes: «An Inquiry into the Probable Parallax, and Magnitude of the Fixed Stars, from the Quantity of Light Which They Affordable us, and the Particular Circumstances of Their Situation».
En él explica cuántas estrellas parecen tener la misma luminosidad que Saturno. Así averiguó la distancia deberían tener para parecer brillante. El primer intento real de calcular su distancia. Sorprendentemente, su cálculo solo estaba errado por un factor de 4, algo que la época era impensable.
El análisis que lo cambió todo
La estrella Oscura de Michell era una especie de agujero negro.
Basándose en las leyes de la gravedad de Newton, Michell estableció una relación entre la velocidad de la luz y la velocidad de escape de un objeto lo suficientemente masivo en el espacio.
Esta conexión la hizo en 1787. El humilde predicador se interesó en saber si se podía utilizar la luz de una estrella para determinar su masa. Especialmente en la teoría corpuscular de la luz de Newton. Esta propone que la luz era compuesta por pequeñas partículas que viajaban a una velocidad finita y que tenían impulso.
Esto último sugería que la luz era afectada por la atracción gravitacional de un objeto masivo. Michell pensó que podía usar dicha idea para calcular la masa de una estrella.
Descubrimiento de un agujero negro, sin saberlo
En el artículo «On the Means of discovering the Distance, Magnitude, &c. of the Fixed Stars, in consequence of the Diminution of the Velocity of their Light», describió un cuerpo cuya masa era tan grande y por lo tanto, su atracción gravitatoria era tan extrema, que su velocidad de escape superaba la de la propia luz.
Escritores posteriores llamaron «estrella oscura» a este objeto, el cual sería imposible de ver directamente, ya que la luz que emite jamás escaparía de su atracción gravitacional.
En pocas palabras, Michell describió un agujero negro sin siquiera saberlo. Pero fue más allá; describió una forma de cómo los astrónomos podrían ser capaces de detectar tales objetos:
“Si otros cuerpos luminosos girasen alrededor de ellos, quizás podríamos inferir, a partir de los movimientos de estos cuerpos giratorios, la existencia de los cuerpos centrales con cierto grado de probabilidad, ya que esto podría proporcionar una pista sobre algunas de las aparentes irregularidades de los cuerpos giratorios, que no serían fácilmente explicables con ninguna otra hipótesis”.
El desprestigio de los medios de comunicación
A pesar de que la teoria de Einstein es diferente, el principio es el mismo que el de Michell. Crédito: Wikimedia Commons
Aunque Michell predijo los agujeros negros, los medios que utilizó para alcanzar los resultados no le favorecerían.
La teoría corpuscular de la luz de Newton fue desplazada por la teoría ondulatoria de la luz del físico holandés Christiaan Huygens, en 1799. Esta sugería que la luz no interactuaba con campos gravitatorios. Así, una estrella oscura no podía existir.
Otros trabajos similares fueron desestimados por mucho tiempo, hasta que llegó Einstein con la teoría de la relatividad general y más tarde, Schwarzschild, quien se le atribuye la primera descripción de un agujero negro.
Estrella oscura
Sin embargo, la estrella oscura difiere de los agujeros negros en un punto crucial. Los últimos, son objetos masivos comprimidos hasta un punto infinitamente denso, los primeros son increíblemente grandes, hasta 500 veces la masa del Sol o más.
Obviamente, no se conoce ninguna estrella similar, y si existiera, no desarrollaría un horizonte de sucesos que atrapara la luz para siempre. Para formar un horizonte de sucesos, una masa debería comprimirse menos del «radio de Schewarzschild». Algo que no está en las características de las estrellas oscuras.
Representación de un agujero negro. (Public domain)
Para que estas puedan existir tal cual las describió Michell, las teorías de Newton deberían ser exactas. Cosa que no sucedió. Aun así, el análisis de rector es sumamente sólido.
A pesar de ello, la idea de la estrella oscura ha vuelto a renacer. Algunos físicos sostienen que la idea de una singularidad en el centro de un agujero negro es imposible.
Por ello sugieren que la materia de éste se comprime hasta un «núcleo Planck», la unidad de longitud medible más pequeña posible.
En un agujero negro sin singularidad, toda la masa de una estrella podría estar comprimida en una trillonésima parte del tamaño de un protón, pero sigue dando una densidad medible, no infinita.
Por lo tanto, existe un «fondo» matemático en un agujero negro y que, en su centro, hay una estrella oscura.
Al no poder ver en el centro de un agujero negro, no existe forma de desmentir esta teoría. Obviamente, esto no es exactamente como lo propuso John Michell, pero tampoco se aleja de su teoría. Un hombre que, sin saberlo, se adelantó a una de las mentes más influyentes de la historia humana.
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