Agujeros negros: del horizonte a la singularidad

Los agujeros negros son algunos de los objetos más misteriosos del Universo, donde la gravedad alcanza su límite y las leyes habituales de la física dejan de funcionar. Comprender su naturaleza es importante no solo para los astrofísicos: los agujeros negros sirven como laboratorio natural para poner a prueba la relatividad general, explican la evolución de las galaxias y plantean preguntas sobre la estructura fundamental del espacio-tiempo. Este curso le dará una visión sistemática de cómo se forman los agujeros negros, qué ocurre en su frontera y en su interior, y por qué siguen en el centro de los debates científicos actuales. El programa del curso cubre las etapas clave del ciclo de vida de las estrellas: desde la nube protoestelar hasta el colapso del núcleo y la formación de un agujero negro de masa estelar. Analizará en detalle el concepto de horizonte de sucesos: el límite a partir del cual nada, ni la luz, puede regresar, y aprenderá cómo esta superficie se relaciona con la singularidad, el punto de densidad infinita. Se presta atención especial a las primeras observaciones directas de agujeros negros mediante el Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT): cómo se construyó la imagen de la sombra del agujero negro supermasivo M87* y qué dice sobre los parámetros del objeto. También se abordan aspectos teóricos, como la radiación de Hawking, los efectos cuánticos cerca del horizonte y el problema de la pérdida de información. El curso introduce de forma progresiva los modelos físicos necesarios, explicando cómo la relatividad general predice la existencia de agujeros negros y cómo estas predicciones se confirman con observaciones. La metodología del curso se basa en explicaciones conceptuales: no encontrará fórmulas voluminosas, pero sí ideas clave y conexiones lógicas. Se analizan errores comunes, por ejemplo, que un agujero negro “lo absorbe todo” o que dentro de él el tiempo se detiene. Aprenderá a distinguir efectos observables (lente gravitacional, discos de acreción) de construcciones teóricas y a entender qué aspectos siguen siendo discutibles. El curso se apoya en datos modernos e incluye el análisis de publicaciones científicas reales, adaptado para un público general. El curso está dirigido a estudiantes de especialidades de ciencias naturales e ingeniería interesados en la astrofísica; a profesores de física y astronomía que quieran actualizar sus conocimientos; a participantes de conferencias de divulgación científica y clubes que busquen una comprensión profunda del tema; y a cualquier persona que ya conozca los fundamentos de la física y quiera entender las perspectivas actuales sobre agujeros negros sin carga matemática excesiva. Al finalizar el curso, podrá manejar con seguridad los conceptos de horizonte de sucesos, singularidad y esfera de fotones; explicar cómo el colapso gravitacional conduce a la formación de un agujero negro y por qué no emite luz; obtener una visión de los métodos de observación de agujeros negros y de las limitaciones de dichos métodos; y evaluar críticamente artículos y noticias de divulgación científica sobre el tema. Adquirirá vocabulario y una base conceptual suficientes para continuar, por su cuenta, con cursos más complejos de relatividad general y astrofísica.