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Cuando hablamos del Universo astronómico parece más adecuado referirnos a él con la palabra griega "Cosmos". En este capítulo vamos a tratar un aspecto básico del Universo: los agujeros negros.

“COSMOS: AGUJEROS NEGROS”

Claudia Sánchez DIPLOMADO UPAEP

“COSMOS: AGUJEROS NEGROS”

Contenido

AGUJEROS NEGROS .................................................................... 2

¿Qué son los agujeros negros? ......................................................... 2

¿Cómo se forman los agujeros negros? .......................................... 4

¿Cómo los detectamos? .............................................................. 4

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“COSMOS: AGUJEROS NEGROS”

AGUJEROS NEGROS ¿Qué son los agujeros negros?

Los llamados agujeros negros son cuerpos con un campo gravitatorio muy grande, enorme. No puede escapar ninguna radiación electromagnética ni luminosa, por eso son negros. Están rodeados de una "frontera" esférica que permite que la luz entre pero no salga.

Hay dos tipos de agujeros negros: cuerpos de alta densidad y poca masa concentrada en un espacio muy pequeño, y cuerpos de densidad baja pero masa muy grande, como pasa en los centros de las galaxias.

Stephen Hawking y los conos

luminosos El científico británico Stephen W. Hawking ha dedicado buena parte de su trabajo al estudio de los agujeros negros. En su libro Historia del Tiempo explica cómo, en una estrella que se está colapsando, los conos luminosos que emite empiezan a curvarse en la superficie de la estrella.

Si la masa de una estrella es más de dos veces la del Sol, llega un momento en su ciclo en que ni tan solo los neutrones pueden soportar la gravedad. La estrella se colapsa y se convierte en agujero negro.

Al hacerse pequeña, el campo gravitatorio crece y los conos de luz se inclinan cada vez más, hasta que ya no pueden escapar. La luz se apaga y se vuelve negro.

Si un componente de una estrella binaria se convierte en agujero negro, toma material de su compañera.

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“COSMOS: AGUJEROS NEGROS”

Cuando el remolino se acerca al agujero, se mueve tan deprisa que emite rayos X. Así, aunque no se puede ver, se puede detectar por sus efectos sobre la materia cercana.

Los agujeros negros no son eternos. Aunque no se escape ninguna radiación, parece que pueden hacerlo algunas partículas atómicas y subatómicas.

Alguien que observase la formación de un agujero negro desde el exterior, vería una estrella cada vez más pequeña y roja hasta que, finalmente, desaparecería. Su influencia gravitatoria, sin embargo, seguiría intacta.

Como ocurrió en el Big Bang, también en los agujeros negros se da una singularidad, es decir, las leyes físicas y la capacidad de predicción fallan. En consecuencia, ningún observador externo, si lo hubiese, podría ver qué ocurre dentro.

Las ecuaciones que intentan explicar una singularidad, como la que se da en los agujeros negros, han de tener en cuenta el espacio y el tiempo. Las singularidades se situarán siempre en el pasado del observador (como el Big Bang) o en su futuro (como los colapsos gravitatorios), pero nunca en el presente. Esta curiosa hipótesis se conoce con el nombre de censura cósmica.

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¿Cómo se forman los agujeros negros?

Los agujeros negros se forman a partir de estrellas moribundas las cuales luego de un proceso natural empiezan a acumular una enorme concentración de masa en un radio mínimo de manera que la velocidad de escape de esta estrella es mayor que la velocidad de la luz. A partir de esto la ex estrella no permite que nada se escape a su campo gravitatorio, inclusive la luz no puede escapar de ella.

¿Cómo los detectamos?

Bueno, no existen registros de que alguien haya podido detectar un agujero negro con telescopios comunes, lo que se hace normalmente es utilizar medidores de rayos X para detectarlos pues los agujeros negros son grandes emisores de estos rayos debido a la pérdida superficial de materia por parte de un cuerpo que es absorbido por un agujero negro, también son detectados debido al efecto que tienen sobre los cuerpos visibles que se encuentran alrededor de estos agujeros negros.

La foto es la primera evidencia tangible de la presencia de agujeros negros fuera del centro de cualquier galaxia, y se cree que representa una nueva especie de agujero negro formado por el colapso de una "hiperestrella" (estrella masiva) formada por la coalición de varias estrellas.

Estas fotos fueron captadas por el radioscopio Chandra, el cual tuvo captado el objetivo (galaxia M82) por aproximadamente 30 horas.

Chandra X-ray Observatory HRC images above.

Escala: 30 arcseg.

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¿Los agujeros negros se comerían todo el universo?

Esto significa que los agujeros negros podrán tragarse cuerpos cercanos pero no absorberán a todos los objetos del universo. A no ser que un porcentaje considerable de la materia en el universo se convierta en agujeros negros... pero eso es improbable.

El efecto es similar al de la gravedad normal, éste tiene un campo de acción luego del cual no logra alterar en gran medida a los demás objetos, por ejemplo, la atracción gravitatoria terrestre sólo afecta a los cuerpos que pasan cerca de él (la Luna y algunos planetas) pero no afectará a las estrellas que componen toda la vía láctea o menos de otra galaxia.

Especulaciones Es necesario recalcar que hace Respecto a este tema se ha especulado tan sólo unos meses científicos mucho, se han presentado una serie de norteamericanos lograron teorías, algunas disparatadas y otras no demostrar que la velocidad de la tanto, se dice de los agujeros negros que luz no es la máxima posible, sino son la puerta al cielo, mientras que otros que con un túnel cuántico plantean que los agujeros negros lograron movilizar fotones a una podrían ser una especie de tele velocidad igual y mayor. Si bien transportadores de la materia (esta este resultado pone en tela de visión fue presentada inicialmente hace juicio ciertos parámetros más de 25 años en la serie "Star Trek") considerados por la relatividad pero todas ellas no son mas que no la descalifica (aún) del todo. conjeturas sin base plenamente demostrable. Lo único cierto es que, hablando respaldados por la ciencia, un agujero negro posee un límite en su radio de acción, así que calma, que hasta donde sabemos el universo va a seguir su marcha inexorable.

En la siguiente imagen podemos apreciar cómo un agujero negro empieza a absorber a un objeto cercano, en este caso se trata de una estrella que poco a poco va siendo absorbida por un agujero negro cercano a ella, éste agujero posee una distancia de alcance considerable, pero no podría afectar a otros objetos fuera de esa distancia.

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“COSMOS: AGUJEROS NEGROS”

La foto fue captada por el radio telescopio Chandra en 1999 y forma parte de una serie de imágenes que poco a poco va demostrando que los agujeros negros cumplen ciertas características planteadas inicialmente con el uso de las matemáticas y los conocimientos derivados de la teoría de la relatividad.

¿Y qué pasará con nuestro Sol?

El Sol de nuestro sistema no puede convertirse en un agujero negro debido al factor del límite de Chandrasekhar, el cual requeriría que sus dimensiones fueran de 1,5 veces los actuales. Por cierto, la estrella que nos dá calor tiene 5'000,000 de años de vida.

Actualmente se presume que en el centro de nuestra galaxia existe un agujero negro, el cual provoca el movimiento y la forma de ella, esto no debe de asustarnos (por el momento) pues con los conocimientos actuales se ha concluido que sus efectos sobre nuestro Sistema Solar y sobre nuestro planeta son prácticamente nulos. Aunque se han encontrado evidencias de la presencia de agujeros negros fuera de los centros de galaxias, esto abre un nuevo campo de estudio pues modifica y amplia los posibles tipos de agujeros negros que pueden existir.

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Efecto de los hoyos negros sobre nuestro planeta Calma, el agujero negro más cercano a nuestro planeta está bastante lejos (al menos lo que conocemos), sin embargo los investigadores a nivel mundial llevan un registro constante no solo de la actividad de los agujeros negros ya detectados sino también están a la búsqueda de nuevos agujeros negros y de estrellas moribundas que estén a punto de entrar a la fase de agujero negro.