¿Es posible enviar una sonda a un agujero negro? Un cosmólogo italiano dice que sí y explica cómo conseguirlo
Una sonda más liviana que un clip, viajando a un tercio de la velocidad de la luz, podría desvelar los secretos más profundos del universo. La idea suena a ciencia ficción, pero el cosmólogo italiano Cosimo Bambi asegura que en menos de 30 años podríamos tener la tecnología para lograrlo.
Por Enrique Coperías
Una sonda espacial, no más pesada que un clip, viaja hacia un agujero negro, una idea propuesta por el astrofísico Cosimo Bambi para probar la teoría de la relatividad de Einstein y explorar la física en condiciones extremas. Imagen generada con Gemini.
Enviar una nave espacial a un agujero negro suena como el argumento de una novela de ciencia ficción. Una diminuta sonda espacial, no más pesada que un clip, viajando a una velocidad cercana a la de la luz, impulsada por un rayo láser terrestre y dirigida hacia uno de los fenómenos más enigmáticos del universo: un agujero negro.
Pero para el astrofísico Cosimo Bambi, experto en agujeros negros y profesor en la Universidad Fudan de Shanghái, esta idea es más que un sueño imposible. Es un plan con fundamentos científicos, que podría concretarse en cuestión de décadas.
En un artículo publicado en la revista iScience, del grupo Cell Press, Bambi presenta una propuesta detallada para llevar a cabo una misión interestelar sin precedentes. Su objetivo: explorar de cerca un agujero negro, someter a prueba la teoría de la relatividad general de Einstein en su forma más extrema y abrir una nueva ventana hacia los misterios fundamentales del universo.
El proyecto, aunque ambicioso y a muy largo plazo, podría cambiar profundamente lo que sabemos sobre el espacio, el tiempo y las leyes físicas que los gobiernan.
«No tenemos la tecnología ahora —admite Bambi en un comunicado del Cell Press—. Pero en veinte o treinta años podríamos tenerla».
Una nueva frontera para la física
Durante décadas, la relatividad general ha sido sometida a pruebas rigurosas, especialmente en el llamado régimen de campo débil, como en experimentos dentro del Sistema Solar o mediante observaciones de pulsares binarios. Pero los campos gravitacionales intensos, como los que se encuentran cerca de un agujero negro, apenas han empezado a ser estudiados con precisión en los últimos diez años.
Gracias a observaciones de ondas gravitacionales, imágenes del horizonte de eventos y análisis de rayos X, ahora podemos explorar estas regiones extremas con más detalle.
Sin embargo, estos métodos tienen limitaciones. Las condiciones astrofísicas complejas alrededor de los agujeros negros dificultan la obtención de datos precisos, y nuestros modelos teóricos todavía simplifican en exceso la realidad. Por eso, una misión directa a las inmediaciones de un agujero negro se perfila como una oportunidad única para llevar a cabo pruebas precisas y controladas de la física en el régimen de gravedad fuerte.
Dónde podría estar el agujero negro más cercano a la Tierra
El primer reto, admite Bambi, es encontrar el objetivo adecuado. Actualmente, el agujero negro más cercano conocido es GAIA-BH1, que fue descubierto en 2022 por astrónomos del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Massachusett. Es diez veces más masivo que el Sol y se encuentra a una distancia de unos 1.560 años luz.
Pero, según cálculos basados en la evolución estelar y la distribución de objetos compactos, podría haber un agujero negro a solo veinte veinticinco 5 años luz de la Tierra. A esa distancia, una sonda ultrarrápida podría alcanzarlo en unas pocas décadas.
El problema es que los agujeros negros no emiten ni reflejan luz, por lo que son invisibles para los telescopios tradicionales. Solo pueden detectarse indirectamente, por su influencia sobre estrellas cercanas o por cómo distorsionan la luz que pasa cerca de ellos.
«Se están desarrollando nuevas técnicas para descubrir agujeros negros —explica Bambi—. Creo que es razonable esperar que podamos encontrar uno cercano durante la próxima década».
Entre esas técnicas se incluyen observaciones por microondas, interferometría de ondas gravitacionales y propuestas para detectar el leve brillo generado por la materia interestelar al ser absorbida por un agujero negro solitario.
Estrellas y exoplanetas a menos de 25 años luz de la Tierra. Es plausible que en esta región haya, en algún lugar, incluso un agujero negro aún pro descubrir. Crédito: NASA Goddard / Adler / U. Chicago / Wesleyan.
Cómo se puede viajar a un agujero negro sin propulsión convencional
El segundo desafío es cómo llegar hasta el agujero negro. Las naves espaciales convencionales, impulsadas por combustible químico, son demasiado pesadas y lentas para este tipo de misión. La solución, según Bambi, son las nanonaves: diminutas sondas de solo unos gramos de peso, equipadas con microchips, paneles solares, sensores y una vela ligera.
Estas velas serían aceleradas por poderosos rayos láser desde la Tierra, utilizando la presión de radiación para alcanzar hasta un tercio de la velocidad de la luz.
Esta tecnología no existe aún, pero ya trabajan en su desarrollo iniciativas como Breakthrough Starshot. Este es un ambicioso proyecto internacional lanzado en 2016 por el empresario Yuri Milner junto a figuras como Stephen Hawking, ya fellecido, y Mark Zuckerberg. Su objetivo es desarrollar tecnologías pioneras para enviar nanonaves hacia el sistema estelar más cercano, Alpha Centauri, a velocidades cercanas a un quinto de la velocidad de la luz.
Según los cálculos de Bambi, una sonda de este tipo podría llegar al agujero negro en unos setenta años. Después, los datos que recopile tardarían otros veinte años en regresar a la Tierra. O sea, que la misión taradaría en cosechar resultados entre ocheta y cien años.
«Puede sonar una locura, y en cierto modo cercana a la ciencia ficción —reconoce el cosmólogo—. Pero también dijeron que nunca podríamos detectar ondas gravitacionales, porque eran demasiado débiles. Lo logramos cien años después. Pensaron que nunca podríamos ver la sombra de un agujero negro. Y ahora tenemos imágenes de dos».
Tres experimentos científicos que se podrían realizar
Una vez en las proximidades del agujero negro, las sondas podrían llevar a cabo una serie de experimentos científicos para poner a prueba algunos de los pilares fundamentales de la física moderna:
1️⃣ Verificar la métrica de Kerr: según la relatividad general, un agujero negro giratorio se describe por la llamada métrica de Kerr. Una sonda cercana podría emitir señales electromagnéticas cuya evolución temporal sería medida por otra sonda más lejana, permitiendo así comprobar si el espacio-tiempo se comporta como predice la teoría.
2️⃣ Confirmar la existencia del horizonte de eventos: el punto sin retorno de un agujero negro es una frontera teórica. Pero algunos modelos alternativos, como el de las fuzzballs en la teoría de cuerdas, sugieren que podría no existir. Si una sonda cae hacia el agujero negro, su señal debería desvanecerse de forma predecible por el efecto gravitacional. Si no lo hace, podríamos estar ante una nueva física.
3️⃣ Detectar variaciones en constantes fundamentales: la teoría actual asume que constantes como la de estructura fina son invariables. Pero algunas teorías alternativas predicen que podrían cambiar cerca de campos gravitatorios extremos. Al medir las frecuencias de diferentes transiciones atómicas emitidas por una sonda, otra sonda podría detectar posibles variaciones en estas constantes.
El astrofísico Cosimo Bambi, experto en agujeros negros y profesor en la Universidad Fudan de Shanghái, cree que los avances tecnológocos de las próximas décadas nos permitirán enviar una minisonda a un agujero negro cercano, que quizá aún está por descubrir. Cortesía: Nature
Qué fases tendría esta misión interestelar
El plan propuesto por Bambi divide la misión en cuatro fases:
✅ Fase 1: Aceleración. La vela fotónica de la nanonave es impulsada por un láser de alta potencia durante unos 17 minutos, alcanzando 1/3 de la velocidad de la luz.
✅ Fase 2: Viaje interestelar. La nave se desplaza durante 60-75 años hasta alcanzar el entorno del agujero negro.
✅ Fase 3: Maniobras de aproximación. La nave modifica su trayectoria para colocarse en órbita o muy cerca del objeto compacto.
✅ Fase 4: Investigación científica. Las sondas se separan y comienzan los experimentos científicos, intercambiando señales entre sí y enviando datos de regreso a la Tierra.
Cuáles son los principales retos tecnológicos
🚀 Tecnología de láser: hoy en día, desarrollar el sistema de láseres necesario para llevar la nave hasta su objetivo costaría más de un billón de euros. Sin embargo, los costes bajan rápidamente. En treinta años, podrían rondar los mil millones, similar al presupuesto de una misión espacial actual.
🚀 Desarrollo de la vela y miniaturización: para ello, se necesita una vela fotónica resistente y ligera; sistemas de navegación autónomos; y comunicación interestelar eficiente
🚀 Localización precisa del agujero negro: situarlo en el espacio con una precisión subarcminutal será clave. Las técnicas basadas en ondas gravitacionales aún no ofrecen esta precisión, pero podrían mejorarse.
«Si encontramos un agujero negro a esa distancia, solo será cuestión de tiempo hasta que desarrollemos la tecnología para enviar una sonda», afirma Bambi con convicción.
Una visión audaz pero científicamente fundamentada
Aunque Bambi reconoce que no se trata de una misión que vaya a realizarse en el corto plazo, destaca su valor como hoja de ruta para la exploración espacial del futuro. No sería la primera vez que una idea considerada imposible se convierte en realidad unas décadas más tarde.
Además, Bambi recuerda que muchas de las investigaciones actuales en física de partículas o astronomía ya requieren varias generaciones de científicos, décadas de trabajo y presupuestos multimillonarios. Si el objetivo es desentrañar los misterios del universo, hay que pensar a largo plazo.
La idea de enviar una sonda espacial a un agujero negro puede sonar a ciencia ficción hoy, pero también lo parecía fotografiar uno hace solo veinte años. La historia de la ciencia demuestra que lo imposible de hoy puede ser el logro de mañana. ▪️
Información facilitada por Cell Press
Fuente: Bambi, Cosimo. An interstellar mission to test astrophysical black holes. iScience (2025). DOI: 10.1016/j.isci.2025.113142
