¿Qué información sabemos actualmente sobre los agujeros negros?

Son grandes, son invencibles y solo su disco es visible cuando engullen una estrella. La fuerza gravitacional es tan alta que la luz ni siquiera puede escapar de ella. Es de 5 dimensiones. Tiene una masa finita y podría pesar más de 5 a varias decenas de alturas.

El radio de Schwarzschild es la distancia desde el centro de un agujero negro hasta su horizonte de eventos. Antes de que el físico ruso Karl Schwarzschild calculara esta distancia, los límites de los agujeros negros eran un misterio. Sus cálculos fueron estimulados por la teoría de la relatividad general de Einstein, que indujo la capacidad de calcular la gravedad a altas velocidades y grandes masas. La ecuación para calcular el radio de Schwarzschild es:

La singularidad se encuentra en el centro directo de un agujero negro. También es un lugar de curvatura de espacio-tiempo infinito. Este punto existe debido a que toda la densidad de la estrella es aplastada a un solo punto, luego densidad infinita.

Dos cosas que podemos aprender de las observaciones a esta distancia:

1. Masa, calculada a partir de la fuerza gravitacional (a partir de la observación de estrellas cercanas en órbita).
2. A partir de esto … podemos calcular el radio de Schwarzschild (el tamaño del ‘horizonte de eventos. Esto se realiza mediante reglas básicas de GTR).

Una cosa que asumimos, con certeza:

1. Los agujeros negros giran. (nada nuevo … básicamente cualquier objeto en el universo tiene una propiedad llamada spin).

Una cosa que asumimos, dadas las posibles teorías:

1. Los agujeros negros tienen carga.

Una última cosa –

1. Los agujeros negros, como todo lo demás en el universo, se descomponen. (muy, muy, muy, lentamente)

Esos son los atributos físicos … Una lista delgada.

Pat: “Mamá … ¿qué más deberíamos saber sobre los agujeros negros?” Madre Gaia: – silencio –

“Saber” puede ser una palabra difícil. No se sabe nada con absoluta certeza, pero puede ser una suposición más educada y razonable. ¿Qué “sabes” sobre tus bisabuelos? Bueno, lo que le han contado sobre ellos, lo que digan los registros escritos sobre ellos, tal vez hay algunas imágenes, etc. Pero, ¿puede estar seguro de que realmente eran como las imaginaba?

Los agujeros negros no se pueden observar directamente, por lo que todo lo que podemos “saber” sobre ellos proviene de observaciones indirectas y de la teoría matemática.

Parecen existir realmente, la teoría los predice y las observaciones son consistentes con su existencia. El punto es que la teoría describe mucho sobre los agujeros negros, pero no todo. Cuando se trata de describir lo que miente y sucede en el centro de un agujero negro, la teoría da una respuesta muy extraña: cualquier materia-energía que forme el agujero negro, se “comprime” en un punto de densidad infinita de tamaño cero.

Ahora esto es raro. No podemos dar mucho sentido a un “punto de densidad infinita de tamaño cero”, ya sea realmente o no, simplemente no se ajusta a ninguna de nuestras físicas conocidas. Solo podemos inferir de la teoría que en ese punto el espacio y el tiempo deberían dejar de existir, sea lo que sea que eso signifique. Por lo tanto, cualquier especulación es válida para tal característica. Sí, decir que tal punto (una “singularidad”) puede ser la boca de un agujero de gusano, o el nacimiento de otro universo, o un bucle de regreso a nuestro Big Bang, o cualquier otra especulación, en principio es tan válido como creer que allí no sucede nada especial, excepto que el espacio-tiempo se rasga a un punto adimensional, llevando consigo cualquier materia-energía que forme el agujero negro.

Sin embargo, además del enigma de la singularidad central, gran parte de la física de los agujeros negros puede inferirse de la teoría e incluso si no son verificables experimentalmente, son una ciencia bastante sólida. Podemos inferir lo que le sucede a cualquier cosa que cae en un agujero negro y hasta que se acerca mucho a la singularidad, y podemos estar bastante seguros de que nuestras predicciones deberían ser correctas. Entonces, la cuestión de la “espaguetización”, o que para agujeros negros muy masivos podría cruzar el horizonte de eventos sin sentir realmente nada anormal, etc., estas parecen ser declaraciones bastante fundamentadas basadas en la teoría.

¿Alguna vez “sabremos” lo que realmente sucede en la singularidad? Dificil de decir. Podemos encontrar una teoría que dé una respuesta más satisfactoria que el actual “punto cero de densidad infinita donde el espacio-tiempo deja de existir”, pero es difícil predecir si alguna vez podremos obtener confirmación experimental para cualquier teoría, ya que bien dices que no hay forma de sondear dentro de un agujero negro y enviar información de regreso al exterior. Parecen estar siempre ocultos para nosotros, igual que lo que sea “antes del Big Bang”.

Nuestro SMBH no puede engullir a la gente. Está dentro de nuestro bulto galáctico cuyo contenido está limitado a partículas subatómicas. Los protones sueltos no pueden descender a él porque deben aferrarse a la superficie del bulto: un año luz más o menos. Los neutrones solitarios no pueden alcanzarlo porque su vida media dura unos 12 minutos. Se necesita un neutrón unido a un protón para hacer el viaje. El protón le da al neutrón la longevidad suficiente para el viaje. El neutrón le da al protón el lastre que necesita para escapar de la superficie abultada.

Nuestro SMBH no tuvo nada que ver con el haz de electrones que se envió allí cuando el bulto era un disco de acreción. El BH tiene que ganar masa para tragar un electrón. Se ha comido tantos que los repele como si fuera un electrón en sí mismo.

Y luego sabemos todas esas cosas que todos saben.

Aquí está lo último en Black Holes:

Respuesta correcta a la pregunta 14: ¿Qué hay dentro de los agujeros negros reales? <¿Qué hay dentro de los agujeros negros reales?>.

Ellos apestan. A lo grande. Y todas estas cosas:

Agujero negro – Wikipedia

Y esto: