El Sacerdote Astrónomo olvidado.
En 1783 predijo la existencia de agujeros negros.
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Casi 200 años antes de que los científicos aceptaran la existencia de los agujeros negros, un clérigo británico llamado John Michell compartió algunas ideas sorprendentemente proféticas sobre estos extraños objetos cósmicos.
¿Por qué la gente desconoce su trabajo?
La idea de que miles de millones de agujeros negros podrían poblar el cosmos es desconcertante. Los físicos más destacados del siglo XX se negaron a creer que pudieran ser reales, ignorando las predicciones de las matemáticas. Incluso Albert Einstein estaba entre estos escépticos, cuya teoría de la relatividad general permitió la existencia de agujeros negros.
Sin embargo, mucho antes de que Einstein naciera, hubo una persona que demostró una notable capacidad de previsión sobre los agujeros negros. En el siglo XVIII, un clérigo británico poco conocido llamado John Michell anticipó estos objetos astronómicamente extraños de algunas maneras significativas y sorprendentes, basándose únicamente en las leyes de Newton.
¿Quién era Michel, cuáles fueron sus predicciones y por qué sus pensamientos fueron casi olvidados?
Hijo de Gilbert Michel, rector de la parroquia, y su esposa Obedience Gerrard, Michell nació en Eakring, Inglaterra, en 1724.
John, que se crió en casa con su hermano y hermana menores, tuvo una temprana reputación de aprender rápido y ser perspicaz. A su padre Gilbert le gustaba citar a un amigo de la familia que describía a John como "la mente más lúcida que jamás había conocido", según el historiador Russell McCormmach. Gilbert apreciaba la libertad de pensamiento y se caracterizaba como "no afiliado a ningún grupo o denominación de hombres en el mundo".
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La familia practicaba el cristianismo latitudinario, una tradición que valoraba la razón por encima de la doctrina excesiva y que se originó en la Universidad de Cambridge por Isaac Newton. Por lo tanto, John fue a Cambridge cuando llegó el momento de ingresar a la universidad.
La universidad era un lugar ideal para el debate intelectual porque tenía muchas cafeterías y una comunidad íntima de solo 400 estudiantes. Michell permaneció allí durante más de 20 años trabajando en diferentes puestos y estudiando varios campos, como hebreo, griego, aritmética, teología y geología. Según otro biógrafo, Archibald Geikie, era un experimentador comprometido y le gustaba construir su propio aparato. Sus habitaciones en el Queens College, con todos sus instrumentos y maquinaria, a veces parecían un taller. Durante su estadía en Cambridge, también demostró sus habilidades de predicción científica.
En 1750, escribió un artículo sobre magnetismo en el que presentó al menos una ley completamente nueva, la "ley del cuadrado inverso", que favoreció el uso de imanes en la navegación. En 1760, escribió un artículo sobre la mecánica de los terremotos en el que describía las capas estratificadas de la Tierra que ahora se conocen como su "corteza" e ilustraba cómo los terremotos se mueven a través de estas capas en forma de ondas. También exploró la idea de que los terremotos submarinos podrían causar tsunamis y demostró una forma de estimar el epicentro y el foco del terremoto de Lisboa de 1755.
Después de salir de Cambridge en 1764, se casó con Sarah Williamson y se mudó a Thornhill, en Yorkshire, para seguir el ejemplo de su padre como rector de una parroquia. Sarah falleció al año siguiente, y Michell se casó nuevamente con Ann Brecknock en 1773. Además de su actividad en la Iglesia, mantuvo correspondencia con otros pensadores naturales e intelectuales de la época, incluido al escritor estadounidense Benjamin Franklin.
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Desde una perspectiva del siglo XXI, podría parecer sorprendente que un empleado de la iglesia cristiana estuviera al tanto de la vida científica. Sin embargo, Michell, como la mayoría de los intelectuales del siglo XVIII, no habría distinguido entre religión y ciencia. La introducción de los telescopios a principios del siglo XVII había causado un gran impacto en la filosofía europea.
La estructura estable y observable de la creación de Dios (la Tierra y los cielos) fue eliminada por lo que Alexandre Koyré, un historiador de la ciencia, denominó un "Universo indefinido e incluso infinito" que sólo se podía comprender a través de la observación de "sus componentes y leyes fundamentales". Sin embargo, para pensadores como Michell, esta revolución no desplazó a Dios, sino que renovó su misterio: las leyes naturales que se estudiaban todavía eran las leyes de Dios.
"Nuestro deber hacia Dios, así como el de los unos hacia los otros, se nos aparecerán a la luz de la Naturaleza", escribió Newton en 1704. Éste fue el cristianismo newtoniano que Michell abrazó. "Las verdades de su religión estaban de acuerdo con las verdades de la naturaleza", dice McCormmach.
Por lo tanto, Michel centró gradualmente su atención en la cosmología y, en particular, en la naturaleza de la gravedad junto con sus deberes parroquiales. Incluso después de su muerte, creó una obra revolucionaria y profética en este ámbito.
Michel construyó su propio telescopio reflector de 3 m (10 pies) y, en 1767, fue el primero en aplicar nuevos métodos matemáticos de estadística al estudio de las estrellas visibles, demostrando que cúmulos como las Pléyades eran una consecuencia de la atracción gravitatoria y no podían explicarse por una distribución aleatoria.
En 1783, un amigo de Michell llamado Henry Cavendish le escribió para informarle sobre los problemas que estaba enfrentando al construir un nuevo telescopio, aún más grande. "Si su salud no le permite seguir con eso", expresó, "espero que al menos se le permita la tarea más sencilla y menos complicada de pesar el mundo". Aunque esto parece una broma y quizás se intentó divertir, Cavendish se referiría a un verdadero esfuerzo.
Michell había estado trabajando en una balanza de torsión, un aparato que le permitiría estimar la densidad del planeta Tierra midiendo la atracción gravitatoria entre pesos de plomo. Michell falleció antes de poder usar el aparato, pero después de su muerte, Cavendish lo llevó a cabo en 1797. Calculó la densidad de la Tierra utilizando un margen de error del 1% del valor aceptado. La constante gravitatoria, o la fuerza de la atracción gravitatoria que opera en todo el universo, se mide con una variación del aparato de Michell, y la precisión del resultado de Cavendish no se superó hasta 1895.
Agujeros negros.
Michell publicó un artículo el mismo año en que Cavendish escribió una carta que contenía una hipótesis que, aunque no fue confirmada científicamente, fue quizás la más brillante de sus ideas. Comenzando explicando cómo la densidad de las estrellas podía establecerse observando cómo su gravedad afectaba a otros cuerpos cercanos, como las órbitas de otras estrellas o cometas, utilizando principios newtonianos. Luego, Michell habló sobre cómo el comportamiento de la luz podría usarse para propósitos similares: "supongamos ahora que las partículas de luz se atraen de la misma manera que todos los demás cuerpos que conocemos... de lo cual no puede haber ninguna duda razonable, siendo la gravitación, hasta donde sabemos o tenemos alguna razón para creer, una ley universal de la naturaleza".
Isaac Newton había propuesto la teoría de la luz particulada o "corpuscular" unos 80 años antes y, aunque nadie lo había demostrado, seguía siendo la creencia predominante en la época de Michell. Michell explicó cómo el comportamiento de la luz bajo la gravedad podría proporcionar una forma hipotética de calcular la densidad de las estrellas, especialmente si una estrella era "lo suficientemente grande como para afectar sensiblemente a la velocidad de la luz que emana de ella". Su razonamiento era sólido, a pesar de que la comprensión actual es que estaba equivocada sobre el impacto de la gravedad en la velocidad de la luz (no se reduce).
Michell dedujo, acertadamente esta vez, que también era posible que la gravedad de los cuerpos astrales más masivos pudiera superar por completo a sus propios rayos de luz. Para que una estrella lo consiguiera, tendría que tener la misma densidad que el Sol y unas 500 veces su tamaño. La luz escaparía inicialmente de una estrella de este tipo, tal vez dirigiéndose hacia planetas orbitales cercanos, pero, según explicó Michell, "su propia gravedad haría que la luz volviera hacia ellos".
Como la luz de una estrella así no podría llegar hasta nosotros, "no podríamos tener información a simple vista", pero aún podríamos detectarla a partir de irregularidades en las órbitas de otros cuerpos astrales cercanos causadas por la gravedad de la estrella invisible, "lo que no sería fácilmente explicable con ninguna otra hipótesis".
Estas especulaciones, explicó Michell, "no tienen nada que ver con mi propósito actual", pero quizá contengan la aproximación más cercana a la idea de los agujeros negros que puede ofrecer la física newtoniana, por no mencionar un esbozo de un método de trabajo para identificarlos. Se han detectado varios agujeros negros a través de las órbitas de estrellas vecinas tal como sugirió Michell. Recién en los últimos años las imágenes telescópicas han confirmado la evidencia indirecta.
McCormmach afirmó que los científicos de la época estaban casi todos de acuerdo en que había estrellas invisibles. Varios otros astrónomos intercambiaban correspondencia sobre estrellas que se habían extinguido el mismo año en que Michell publicó su artículo. En 1805, el astrónomo Edward Pigott escribió un artículo en el que proponía la existencia de estrellas que "nunca han mostrado un brillo atisbo ".
A pesar de que nunca se puede conocer su verdadero número, se cuestionaba: "¿Sería entonces demasiado atrevido o visionario suponer que su número es igual al de las estrellas dotadas de luz?" A finales de la década de 1790, el erudito francés Pierre-Simon Laplace apoyó la noción de las estrellas oscuras en lugar de Michell.
Sin embargo, poco después, nuevos experimentos reforzaron la noción de que la luz se compone de ondas en lugar de partículas masivas, y la noción de que la gravedad podría deformarla o atraparla comenzó a caer en desuso. Recién durante la segunda mitad del siglo XX se descubrió el trabajo astronómico de Michell, que había caído en el olvido.
En su libro Black Holes and Time Warps (Agujeros negros y distorsiones del tiempo), de 1994, el físico Kip Thorne describe el "marcado contraste" entre el entusiasmo con el que Michell y sus contemporáneos abrazaron la idea de las estrellas gravitacionalmente invisibles y la "resistencia generalizada y casi universal del siglo XX a los agujeros negros". La diferencia crucial, concluye, es que las estrellas oscuras de Michell, aunque exóticas, "no eran una amenaza para ninguna creencia apreciada sobre la naturaleza", ni un desafío a "la permanencia y estabilidad de la materia".
Como señala McCormmach, los agujeros negros modernos, en cambio, son precisamente eso: "una perforación en el espacio-tiempo, un pozo infinito del que nada puede escapar". A pesar de esto, McCormach especula que Michell, "que reconocía 'la infinita variedad que encontramos en las obras de la creación', no tendría ningún problema con nuestros agujeros negros".
No hay forma de probar esta afirmación, pero, dada la extraordinaria imaginación científica de Michell, así como su compromiso con la tradición newtoniana de la razón, parece atractiva.
Después de permanecer como rector de Thornhill hasta el final, Michell falleció el 21 de abril de 1793 a los 68 años. Otros pensadores de su época tuvieron una gran fama y siguen siéndolo. Se publicaron más a menudo y sobre los temas más populares. Por otro lado, Michell obedeció su instinto.
Según McCormmach, "abordó los temas científicos a medida que le interesaban, en cualquier campo, y los persiguió hasta donde quiso y sólo cuando estuvo completamente satisfecho con él". Su oscuridad después de su muerte se debe en parte a que renunció a la influencia y el renombre en favor de la libertad intelectual.
Como observó el astrónomo alejandrino Ibn al-Haytham 700 años antes de Newton, el "buscador de la verdad" no es aquel que deposita su confianza en las autoridades, "sino más bien aquel que sospecha de su fe en ellas... aquel que se somete a la argumentación y la demostración". Siguiendo esta tradición, Michell, como su padre, fue un autodidacta, que protegió su integridad científica manteniéndose desvinculado de cualquier "grupo o denominación de hombres".
La independencia de Michell le permitió otra libertad esencial para el pensamiento original: la de la imaginación. Según McCormmach, eligió la astronomía específicamente porque ofrecía nuevas perspectivas para la teoría. En su pasión por la imaginación científica, Michell anticipó la creatividad de los físicos teóricos actuales.
Como dijo Einstein en 1929, "la imaginación envuelve al mundo".
Fuentes:
Muy Interesante, BBC, examinfo, TN.