Cuando una estrella masiva agota su combustible, su núcleo colapsa bajo su propio peso. En su interior se forma un agujero negro: una región donde la gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Durante mucho tiempo se pensó que en el mismo centro se escondía un punto de densidad infinita: la singularidad. Pero las ecuaciones de la física cuántica insinúan que quizás la materia pueda resistir la compresión y formar un núcleo liso y finito.
Los científicos tomaron dos descripciones de la materia inspiradas en la cromodinámica cuántica, la teoría de la interacción fuerte que mantiene unidos a los quarks dentro de protones y neutrones. La primera describe una mezcla caliente de tres tipos de quarks; la segunda, una «sopa de quarks» fría con gluones masivos (las partículas que transmiten la interacción fuerte). Ambas opciones se introdujeron en las ecuaciones de Einstein para ver qué ocurre en el centro del colapso.
El resultado fue severo. En el primer caso, la solución llevaba a que la densidad y la curvatura del espacio en el centro siguieran tendiendo a infinito. En el segundo, la temperatura crecía tan rápido que cerca del centro el modelo dejaba de funcionar. En otras palabras, la materia de quarks por sí sola no puede crear un núcleo seguro y regular. Para evitar la singularidad, la naturaleza necesitaría algo más, por ejemplo, una transición de fase repentina a un estado parecido a un vacío con gravedad repulsiva.
Así, la metáfora del «agujero negro como un remolino» recibe una continuación inesperada. Aunque el agua esté formada por pequeños vórtices, en el embudo mismo se forma un vacío, a menos que intervenga un mecanismo desconocido que cambie las propiedades del líquido en el fondo.
Si la Tierra se comprimiera hasta convertirse en un agujero negro, su radio sería de solo unos 9 milímetros: el tamaño de una uva.
En la novela «Visión ciega» de Peter Watts, la tripulación de una nave investiga una anomalía donde las leyes físicas dejan de funcionar: una pista de que dentro de un agujero negro la materia ordinaria podría dar paso a algo completamente distinto.