Probablemente, un agujero negro es el más extraño de todos los objetos astronómicos. Su existencia fue sugerida, a principios del siglo XIX, por el gran astrónomo francés Pierre Simon, marqués de Laplace, quien observó que si un objeto tuviera masa suficiente, su atracción gravitatoria sería capaz de impedir que la luz escapara de él. La teoría de la Relatividad General de Einstein reforzó la misma predicción, pero con un resultado adicional alucinante: un agujero negro es una región que oculta una "pinchadura" del espacio-tiempo.

Un agujero negro se forma cuando una estrella muy grande, vieja y cansada, que ha agotado todos sus recursos energéticos, se derrumba. Incapaz de soportar el enorme peso del gas que la'forma, la región central de la estrella colapsa rápidamente y en el transcurso de una fracción de segundo se forma un núcleo atómico gigantesco, de unos pocos kilómetros de radio. Este proceso, parecido a una explosión termonuclear, libera una inmensa cantidad de energía y el brillo de la estrella moribunda aumenta billones de veces, hasta superar el de toda la galaxia. Esta gigantesca explosión se conoce como una Supernova tipo II.

Lo que ocurre después de la explosión depende de cuánta materia haya quedado cerca del centro de la estrella. Si es poca, del orden de la masa solar, se forma una estrella de neutrones. Son esferas rotantes de sólo diez kilómetros de radio, pero con una masa semejante a la del Sol. La gravedad superficial de estos objetos es tan grande que los átomos mismos quedan aplastados por su propio peso y su atmósfera está formada por los electrones arrancados. Sólo las fuerzas nucleares, las que el hombre recién está empezando a domar, son capaces de resistir esas fuerzas tremendas. Estas estrellas, como su nombre lo indica, están hechas de fluido nuclear, el líquido que forma los núcleos atómicos, de una densidad tan grande que una gota pesa lo mismo que una montaña. Pero si la masa es demasiado grande, no hay forma de resistir la fuerza de gravedad: la estrella se derrumba y el fluido se hace más y más denso a medida que su radio disminuye. También la gravedad superficial se hace más y más grande y cada vez es más difícil que un objeto pueda escapar de la superficie. Al fin, ni siquiera la luz puede hacerlo y se forma el agujero negro. El material del objeto, por otra parte, sigue colapsando y en una fracción de segundo todo se contrae hasta ocupar un punto. En el centro del agujero negro, donde alguna vez brilló una estrella, la fuerza de gravedad se hace tan grande que el propio espacio-tiempo no puede resistirla y se rompe: esta pinchadura se llama la singularidad. Allí, en ese punto inconcebible, dejan de valer las leyes de la física y todo es posible. Lamentablemente, nunca podremos ver la singularidad, porque nada, ni siquiera la luz, puede salir de un agujero negro. Los físicos ingleses Hawking y Penrose llamaron a este pudoroso velo la censura cósmica: los agujeros negros ocultan las fallas del espacio-tiempo.

Si bien nada puede salir de un agujero negro, cualquier cosa puede entrar en él: los agujeros negros son grandes devoradores de materia. En lugares muy poblados, como el centro de las galaxias, la formación de un agujero negro es un acontecimiento trágico, pues pronto comenzará a devorar a sus vecinos. La inmensa fuerza de gravedad comenzará por tragar el gas que hay en las cercanías; luego, desgarrará las estrellas que por azar se acerquen y terminará por devorar sistemas estelares enteros, incluidos otros agujeros negros. Todo esto acelera el proceso, porque la materia tragada aumenta la masa del agujero negro y esto aumenta la fuerza de atracción, lo que lo ayuda a devorar más rápido... Se comprende fácilmente que los astrofísicos teóricos esperen que en los centros de las galaxias existan agujeros negros, aunque sean difíciles de descubrir.

En efecto, los agujeros negros son difíciles de detectar. Puesto que nada puede salir de un agujero negro, ni tampoco estos emiten ningún tipo de radiación que los haga visibles. Sólo su campo gravitacional permite detectarlos, pero este es un detector muy malo: toda forma de energía emite el mismo campo gravitacional y, a menos que esté muy cerca del borde del agujero negro, es indistinguible del campo gravitacional de otros objetos. La única detección posible es indirecta, a través de su poder destructor. La materia que cae hacia un agujero negro casi nunca lo hace directamente: primero es atrapada por la gravedad del agujero negro y comienza a girar alrededor de él formando una estructura chata de gas llamada disco de acreción. La materia que cae es tanta, que no toda tiene tiempo de atravesar la superficie del agujero negro y desaparecer. La materia se acumula en las cercanías "haciendo cola" para ser devorada y la presión se hace tan grande que una parte del gas, maltratado y recalentado, escapa perpendicularmente del disco de acreción y forma dos chorros de gas relativista. Tales chorros de gas son losjetsobservados en los quasars.

Es paradójico que la teoría de la relatividad, que prohibe la existencia de movimientos más veloces que la luz, prediga la observación de velocidades aparentes supralumínicas. Sin embargo, es muy sencillo explicar su origen. Examinemos la figura: en el instante t₁ un pulso de luz y una onda de choque salen de la máquina central de la galaxia (punto 1 de la figura) e inician una carrera. La luz viaja exactamente en dirección a la Tierra, pero el choque sale en una dirección ligeramente diferente, que forma un ángulo e con la del pulso. Un rato después, en el instante t₂ pulso y choque se encuentran en los puntos marcados 2 en la figura. Como la velocidad de la luz c es mayor que la velocidad v del choque, la luz va ganando la carrera y se ha adelantado una distancia en la dirección a la Tierra.

En el instante t₂ el choque emite otro pulso luminoso en dirección a la Tierra (paralelo al primero).
Este segundo pulso corre una carrera sin esperanzas contra el primer pulso, ya que la velocidad de los dos es la misma, pero en el mejor espíritu olímpico, hace lo posible por correr. De hecho tiene una ventaja sobre el primero: tiene que recorrer una distancia más corta, porque la onda de choque ya recorrió el camino (1). Por eso, cuando lleguen a la Tierra, ambos pulsos estarán separados por el intervalo algo más corto que la diferencia de tiempos de emisión.

Por otra parte, durante el intervalo (t₂ - t₁) el choque se ha separado del buen camino de la distancia transversal:

La velocidad aparente de movimiento transversal es, por definición:

Esta última ecuación predice velocidades aparentes mayores que c cuando - y los ángulos son suficientemente pequeños. Vemos, pues, que para explicar las fuentes aparentemente supralumínicas observadas en los quasars, sólo es necesario que una onda de choque se propague con una velocidad muy alta, próxima a c, por un jet que forme un ángulo muy pequeño con la visual.