Física

¿Qué es un Agujero Negro? Aquí le Aclaramos el Misterio

La primera foto de un Agujero Negro revela que es un logro notable, afirmó un astrónomo de la Universidad de Harvard.

Bienvenidos, terrícolas, al lugar sin retorno: una región en el espacio donde la atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Este es un agujero negro.

No se sienta perdido aquí. Incluso Albert Einstein, cuya teoría de la relatividad general hizo posible concebir un lugar así, pensó que el concepto era demasiado extraño como para existir. Pero Einstein estaba equivocado, y aquí le mostraremos la prueba.

Sinceramente creeos que no deberías estar aquí. Seguramente serás atraído. Pero no temas, querido terrícola: tu cerebro ha tardado millones de años en llegar aquí y está listo para esta mirada dentro de la oscuridad. Entonces, comencemos ya.

 Un agujero negro se traga todo lo que está demasiado cerca, demasiado lento o pequeño como para luchar contra su fuerza gravitacional. Y, lo interesante es que con cada planeta, gas, estrella o trozo de masa que consuma, el agujero negro crece.

El borde de un agujero negro, su horizonte de sucesos es el punto sin retorno. En el horizonte de sucesos, la luz se introduce en un agujero negro, para nunca escapar. Y, nada es más rápido que la luz.

¿La gravedad te destrozará y aplastará contra el núcleo del agujero negro? ¿O un corta influencia de fuegos de energía te dejará sin aliento? ¿Alguna esencia tuya podría salir alguna vez de un agujero negro? La cuestión de cómo se puede morir dentro de un agujero negro es uno de los mayores debates de la física. Llamada la paradoja del cortafuegos, fue planteada en marzo de 2012 por un grupo de científicos teóricos.

Según las matemáticas de la teoría general de la relatividad de Einstein de 1915, usted caería ileso a través del horizonte-de-eventos, luego la fuerza de la gravedad lo empujaría hacia un ‘fideo’ y finalmente lo metería en la singularidad, el núcleo infinitamente denso del agujero negro.

Pero el Dr. Polchinski y su equipo enfrentaron a Einstein contra la teoría cuántica, que postulaba que un horizonte de eventos es un cortafuegos de energía en llamas que incendiaría su cuerpo en pedazos. Sin embargo, la presencia de un cortafuegos violaría los preciosos principios de la relatividad, que decretó la existencia de agujeros negros. Y , por lo que la física está atascada.

O alguien está equivocado o tenemos que admitir que los terrícolas todavía no están equipados para comprender el universo. La paradoja del cortafuegos cuestiona las teorías científicas más definitivas . Los conocimientos y la sabiduría de Einstein,  Polchinski o Stephen Hawking, no obstante, todo lo que sabemos sobre el universo podría cambiar si pudiéramos saber con certeza lo que sucede a la información dentro de un agujero negro.

En el 2003, un equipo internacional dirigido por el astrónomo de rayos X Andrew Fabian descubrió la nota más larga, más antigua y baja que hemos escuchado en el universo , la canción de un agujero negro, utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. La nota si bemol, 57 octavas por debajo del do medio, apareció como ondas sonoras que emanaron de eventos explosivos en el borde de un agujero negro supermasivo en la galaxia NGC 1275 .

Las notas se quedaron en la galaxia y nunca nos alcanzaron, pero de todos modos no podríamos haberlas escuchado. La nota más baja que puede detectar el oído humano tiene un período de oscilación de una vigésima parte de un segundo. El período de este si bemol fue de 10 millones de años.

Las «canciones» de los agujeros negros pueden ser responsables de la disminución de la tasa de natalidad de estrellas en el universo. En cúmulos de galaxias como Perseo, el hogar de NGC 1275, se cree que la energía que transportan estas notas mantiene los gases demasiado calientes para condensarse y formar estrellas.

Aunque ningún agujero negro está lo suficientemente cerca de la Tierra como para llevar al planeta a su perdición, hay tantos agujeros negros en el universo que contarlos es imposible. Casi todas las galaxias, nuestra propia Vía Láctea, así como los aproximadamente 100 mil millones de otras galaxias visibles desde la Tierra, muestran signos de un agujero negro supermasivo en su centro.

Además, cuanto más grande es una galaxia, más masivo es su agujero negro central. Nadie sabe por qué.

De los miles de millones de estrellas de la Vía Láctea, aproximadamente una de cada 1,000 estrellas nuevas es lo suficientemente masiva como para convertirse en un agujero negro. Nuestro sol no lo es. Pero una estrella 25 veces más pesada lo es. Los agujeros negros de masa estelar son el resultado de la muerte de estas estrellas y pueden existir en cualquier parte de la galaxia.

El 2 de julio de 1967, una red de satélites registró una explosión de rayos gamma provenientes del espacio exterior. En retrospectiva, fue uno de los primeros indicios de que los agujeros negros son reales. Hoy, los científicos creen que un estallido de rayos gamma es el último aliento de una estrella moribunda y el nacimiento de un agujero negro de masa estelar.

La dramática transformación comienza cuando una estrella masiva se queda sin combustible. Cuando la estrella comienza a colapsar, explota. Las capas externas de la estrella se arrojan al espacio, pero el interior implosiona, volviéndose más y más denso, hasta que hay demasiada materia en muy poco espacio. El núcleo sucumbe a su propia atracción gravitacional y se colapsa sobre sí mismo, en casos extremos formando un agujero negro.

Teóricamente, si reduce cualquier masa a una cierta cantidad de espacio, podría convertirse en un agujero negro. Nuestro planeta sería uno si intentaras meter la Tierra en un guisante.

El 28 de marzo de 2011, los astrónomos detectaron un largo estallido de rayos gamma proveniente del centro de una galaxia a 4 mil millones de años luz de distancia. Esta fue la primera vez que los humanos observaron lo que podría haber sido un agujero negro inactivo comiendo una estrella.

No importa lo que coma un agujero negro (una estrella, un burro, un iPhone, tu profesor de gramática, un político) , al agujero negro le da lo mismo. “Un agujero negro no tiene pelo”, dijo una vez el físico John Archibald Wheeler, lo que significa que un agujero negro sólo recuerda la masa, el giro y la carga de su cena.

Cuanto más come un agujero negro, más crece. En el 2011, los científicos descubrieron uno de los agujeros negros más grandes de la historia, a más de 300 millones de años luz de distancia. Pesa lo suficiente como para engullir 21 mil millones de soles. Los científicos quieren saber si los agujeros negros más grandes son el resultado de la fusión de dos agujeros o de que un agujero come mucho. Pero los científicos no saben cómo crecieron tanto.
La luz no puede escapar de un agujero negro, por lo que es imposible ver lo que hay dentro de uno. Obtener una imagen del borde de un agujero negro es difícil, y obtener una imagen clara es algo completamente diferente.

Y, hasta ahora, nunca se ha hecho. Hasta ahora, los científicos han detectado agujeros negros solo indirectamente, por sus firmas, como un estallido de rayos gamma, una supernova o, quizás, un objeto al borde del horizonte de eventos de un agujero negro. Normalmente, si una tremenda energía emana de un núcleo masivo en el centro de una galaxia, probablemente el núcleo sea un agujero negro.

En abril de 2017, los científicos colocaron ocho telescopios en la cima de montañas en cuatro continentes, los sincronizaron, los apuntaron al cielo y esperaron. Y así, trajeron al monstruo de Einstein, el agujero negro, a la vista por primera vez.

Los efectos cuánticos sugieren que, a medida que la radiación de Hawking se filtra hacia el universo, un agujero negro se disipará eventualmente. Se necesitaría muchas veces la edad del universo para que un agujero negro se evapore por completo.

Como Einstein, el Dr. Hawking al principio no creía en su propia teoría. Pero los números eran correctos. Los físicos ahora ven su resultado como la columna vertebral de cualquier teoría futura que unirá la gravedad y la teoría cuántica.

 

Por: Joanna Klein y Dennis Overbye/ New York Times

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