¿Cuál es la teoría de los agujeros negros?

Los agujeros negros son algunos de los objetos más extraños y fascinantes que se encuentran en el espacio exterior. Son objetos de extrema densidad, con una atracción gravitacional tan fuerte que incluso la luz no puede escapar de su alcance si se acerca lo suficiente.

Albert Einstein predijo por primera vez los agujeros negros en 1916 con su teoría general de la relatividad. El término “agujero negro” fue acuñado en 1967 por el astrónomo estadounidense John Wheeler, y el primero fue descubierto en 1971.

Hay tres tipos: agujeros negros estelares, agujeros negros supermasivos y agujeros negros intermedios.

Agujeros negros estelares: pequeños pero mortales

Cuando una estrella quema el último combustible, puede colapsar. Para las estrellas más pequeñas, hasta aproximadamente tres veces la masa del sol, el nuevo núcleo será una estrella de neutrones o una enana blanca. Pero cuando una estrella más grande colapsa, continúa cayendo sobre sí misma para crear un agujero negro estelar.

Según el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, “la Vía Láctea contiene unos cientos de millones de” agujeros negros estelares.

Agujeros negros supermasivos: el nacimiento de gigantes

Pequeños agujeros negros pueblan el universo, pero sus primos, los agujeros negros supermasivos, dominan. Los agujeros negros supermasivos son millones o incluso miles de millones de veces tan masivos como el sol, pero tienen un radio similar al de la estrella más cercana de la Tierra. Se cree que estos agujeros negros se encuentran en el centro de casi todas las galaxias, incluida la Vía Láctea.

Los científicos no están seguros de cómo se generan agujeros negros tan grandes. Una vez que se han formado, pueden reunir fácilmente la masa del polvo y el gas a su alrededor, material que abunda en el centro de las galaxias, lo que les permite crecer a tamaños enormes.

Los agujeros negros supermasivos pueden ser el resultado de cientos o miles de pequeños agujeros negros que se fusionan. Las grandes nubes de gas también podrían ser responsables, colapsándose juntas y acumulando masa rápidamente. Una tercera opción es el colapso de un cúmulo estelar, un grupo de estrellas que caen todas juntas.

Agujeros negros intermedios – atrapados en el medio

Los científicos alguna vez pensaron que los agujeros negros venían solo en tamaños pequeños y grandes, pero investigaciones recientes han revelado la posibilidad de la existencia de agujeros negros medianos o intermedios (IMBH). Tales cuerpos podrían formarse cuando las estrellas en un cúmulo chocan en una reacción en cadena.

Varios de estos que se forman en la misma región eventualmente podrían caer juntos en el centro de una galaxia y crear un agujero negro supermasivo. En 2014, los astrónomos encontraron lo que parecía ser un agujero negro de masa intermedia en el brazo de una galaxia espiral.

Datos interesantes sobre los agujeros negros

• Si caes en un agujero negro, la teoría ha sugerido durante mucho tiempo que la gravedad te estiraría como un espagueti, aunque tu muerte vendría antes de que alcanzaras la singularidad. Pero un estudio de 2012 en Nature sugiere que los efectos cuánticos causarían que el horizonte de eventos actuara de manera muy parecida a un muro de fuego, quemando instantáneamente a cualquiera.
• Los agujeros negros no “chupan”. La succión es causada por tirar algo al vacío, lo que definitivamente no es el agujero negro masivo. En cambio, los objetos caen en ellos.
• Los astrónomos estiman que hay entre 10 millones y mil millones de agujeros negros estelares, con masas aproximadamente tres veces la del sol, en la Vía Láctea.
• Si una estrella pasa demasiado cerca de un agujero negro, puede romperse.

Recientemente, Nolan presentó una impresionante foto de un agujero negro llamado Gargantua en su película Interestelar.

Ver más en: ¿Qué es un agujero negro? El | Hechos del Agujero Negro, Teoría y Definición

Un agujero negro es una región del espacio donde toneladas y toneladas y toneladas de masa se han concentrado en un volumen muy muy pequeño, lo que hace que el objeto sea muy muy denso.

Ahora, de acuerdo con la descripción del espacio de Einstein, que explica que el espacio es una tela donde los cuerpos doblan el espacio y cuanto mayor es la masa, mayor es la tensión en la tela y, por lo tanto, más es la atracción gravitacional. Ahora cuando un objeto con una densidad súper masiva Cuando se forma, dobla el espacio hasta el punto de que la atracción gravitacional es muy enorme.

Ahora, para escapar de cualquier campo gravitacional, un objeto requiere velocidad de escape. Por ejemplo, la velocidad de escape para la tierra es de 11 KM / segundos. Ahora, para un agujero negro, esta velocidad de escape es igual a la velocidad de la luz y, por lo tanto, nada, ni siquiera la luz es capaz de escapar del agujero negro.

Es por eso que los agujeros negros son tan oscuros, porque cualquier fotón de luz que intenta escapar del campo gravitacional del agujero negro siempre es atraído hacia el núcleo del agujero negro.

Por lo tanto, son palabras simples, un agujero negro es un cuerpo súper masivo (masa igual a millones de soles combinados) con un volumen pequeño que tiene una velocidad de escape igual a la velocidad de la luz y no sale nada cuando entran (después del horizonte de eventos ) !!!!

¿QUÉ ES UN AGUJERO NEGRO?

La tela del espacio-tiempo se dobla cuando se colocan objetos sobre ella. Un objeto ligero cuando se coloca sobre él causará una pequeña depresión, mientras que un objeto más pesado caerá profundamente en la tela. Un agujero negro es un objeto que es TAN PESADO QUE DEPRIME LA TELA TANTO EN TANTO QUE LA DEPRESIÓN EMPIEZA A APARECER COMO UN “AGUJERO”.

V = √ (2gr) o √ (2GM / r) es la fórmula estándar para la velocidad de escape. V de escape es √2 veces V de crítico. A una velocidad crítica, el objeto tiene la capacidad de experimentar un movimiento circular alrededor del agujero negro del campo gravitacional y a la velocidad de escape está libre del efecto gravitacional del cuerpo. La energía gravitacional del agujero negro es tan alta que impide que las partículas de luz escapen.

Los eventos tienen lugar a un ritmo más lento para los objetos que orbitan un agujero negro en comparación con los que están lejos de él. Esto se conoce como dilatación del tiempo gravitacional. Si un objeto se acerca al horizonte de eventos, lo cruzará con la misma velocidad pero nunca podrá salir. La persona que observa esto desde la distancia nunca podrá ver que el objeto cruza el horizonte, sino que lo verá más lento y eventualmente se congelará.

Eventos = donde + cuando

Pero una vez que el cuerpo ingresa al agujero negro, los observadores externos no pueden asignar un “cuándo”.

Por lo tanto, un agujero negro es un conjunto de todos los eventos que tienen lugar en una ubicación particular de acuerdo con los observadores que están físicamente allí pero que son invisibles para el universo externo. Por lo tanto, el agujero negro es la colección de eventos que creemos que nunca han sucedido.

Un evento particular en la vida de un objeto que entra en el agujero negro aparece como el último evento de la vida del objeto para mí. Este conjunto final de eventos para todos los objetos que ingresan al agujero negro en conjunto se llama horizonte de eventos. No es solo un borde esférico en el espacio para el agujero negro, sino que es una superficie en el espacio-tiempo. es decir, el evento al que puede asignar un ‘cuándo’.

EL AGUJERO NEGRO COMO OBJETO

Rs = 2GM / (e ^ 2)

es decir, el radio de Schwarzschild

Por ejemplo, un agujero negro con la masa del sol tiene un radio de Schwarzschild de 3 km. Por lo tanto, si se coloca un agujero negro de 6 km de diámetro en la posición del sol, tendría la misma influencia sobre las órbitas de los planetas de nuestro sistema solar que el sol. Así, en este caso, el agujero negro se comporta como un objeto igual a la masa del Sol.

El radio de Schwarzschild de un agujero negro de masa de la tierra tendría un radio de 1 cm.

Conceptos erróneos

1. Los agujeros negros chupan cosas

Esto sucede solo a los objetos dentro del horizonte de eventos, ya que no tiene geodésicas circulares allí y el objeto experimenta caída libre y no succiona. Puede usar cohetes para moverse escapando del campo gravitacional. De lo contrario, está completamente bien orbitarlos si están a una distancia del horizonte de eventos.

2. Negro porque la luz no puede escapar

La luz no puede escapar debido a la baja velocidad de escape. Es solo una coincidencia numérica.

La razón real de que sean negros es que para nosotros nada entra (dilatación gravitacional del tiempo). Entonces, cuando el objeto alcanza el horizonte de eventos, justo antes de congelarse allí, debido a la dilatación del tiempo, la luz que emite se desplaza hacia el rojo a frecuencias bajas indetectables

3. Todos los agujeros negros son superdensos

4 millones de agujeros negros de masa solar en el centro de la vía láctea son tan densos como el agua.

El criterio del radio de schwarzschild se basa en la circunferencia y no en el volumen.

La misa no es una propiedad de la singularidad porque no es un lugar, una cosa o un evento.

No hay nada llamado Teoría del Agujero Negro. Es la teoría general de la relatividad propuesta por Albert Einstein, en la que contradice la visión newtoniana de la gravedad. Según Einstein, la aceleración y la gravedad son las mismas fuerzas. Propone que el tiempo y el espacio están formados por la materia misma. Lo que Newton propuso como Gravity no es Gravity. Es la distorsión del tiempo y el espacio, causada por la materia.

Tomemos ejemplo de nuestra estrella: SUN.

La perspectiva de Newton : –

Lo que Newton sintió que cada cuerpo en este universo está atrayendo a cualquier otro cuerpo con cierta fuerza, que es proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de distancia entre ellos. Es por eso que todos los planetas, lunas y asteroides, etc., giran alrededor del Sol.

La perspectiva de Einstein: –

Einstein vio que Newton es parcialmente correcto. Lo que propuso que en realidad no es una fuerza, sino una distorsión del espacio-tiempo causada por el peso de la materia, cualquier cuerpo celeste está conteniendo. Más lo que contiene, más es la distorsión del espacio-tiempo. Es por eso que los planetas, las lunas y los asteroides son atraídos por el Sol y tienen que mantener una velocidad razonable para evitar que caigan al Sol.

Por ejemplo: – Distorsión del espacio-tiempo por la Tierra.

Ahora, volviendo a tu pregunta ¿Qué es el agujero negro? Primero debes entender que hay varias etapas en la vida de una estrella. Desde el comienzo hasta el final de su vida, solo aumenta su masa, para comprender por qué, puede referirse aquí: La vida de una estrella.

Llega una etapa en el ciclo de vida de la estrella cuando se colapsa bajo su propio peso, es decir, consume todo su combustible para permanecer en existencia. Y así se convierte en un agujero negro. Una vez que se ha formado un agujero negro, puede continuar creciendo absorbiendo materia adicional. Se come todo lo que viene a su paso. Llega un punto en el que ni siquiera la luz puede escapar y ser absorbida por el agujero negro.

Los agujeros negros en resumen son agujeros profundos en la estructura del espacio-tiempo.

Los agujeros negros son curvaturas profundas o hoyos en el espacio-tiempo que se extienden hasta el infinito. Son causados ​​por ser objetos súper densos como el remanente de la estrella después de haber sufrido una gran supernova. La luz viaja paralela a la curvatura de la tela del espacio-tiempo y es por eso que cuando una luz entra en un agujero negro, continúa yendo hacia el infinito, por lo que nunca regresa, por lo que la llamamos agujero negro. Al final de un agujero negro está la singularidad donde las leyes de la física se rompen (por ejemplo: la ley de conservación de la información). Nuestro universo se originó a partir de una singularidad.

Esto ayudará a comprender: –

Gracias por el A2A.

Pondré esto tan simple como pueda.
Un agujero negro es una región, un diseño geométrico en el continuo espacio-tiempo donde los efectos de la gravedad (el empuje del espacio) son tan altos que incluso la luz no puede escapar de esas regiones o esos agujeros implican, no importa que pueda escapar de un agujero negro, y como su nombre indica, no se pueden ver directamente, pero solo se pueden estudiar observando los efectos gravitacionales alrededor de un cuerpo de prueba que se cree que es un agujero negro. Si pasa las pruebas, puede considerarse un agujero negro.
Está formado por el “colapso gravitacional” de un cuerpo masivo como una estrella. Ocurre porque las estrellas funcionan con hidrógeno dentro de sus núcleos y la energía liberada por este proceso equilibra la gravedad que actúa desde la superficie hacia el centro de la estrella, lo que evita que se colapse. Pero, no todos los combustibles son eternos. Entonces, cuando las estrellas se quedan sin combustible, comienzan a sentir sus propios efectos de gravedad y comienzan a colapsar. Hay otros resultados del colapso, pero solo nos quedaremos con la parte de los agujeros negros aquí (para formar un agujero negro, la estrella tiene que ser muy masiva para superar el Principio de Exclusión de Pauli). Entonces, esa es la formación del agujero negro.
Estos agujeros negros fueron, y son, predichos por varias soluciones a la ecuación de campo de Einstein, que son una parte importante de la teoría de la relatividad de Einstein.
Karl Schwarzschild (si entendí bien la ortografía) dio una solución que nos dice que hay una región alrededor de un agujero negro (llamado Event Horizon o Schwarzschild Radius, supongo) que a su vez es un lugar más allá del cual toda la física conocida se descompone y así , nadie sabe lo que pasa después de eso.

Todos estos son solo ALGUNAS de las pocas cosas sobre Black Holes. Los agujeros negros siguen siendo uno de los muchos problemas no resueltos de la física porque tan pronto como encontramos una solución, surge otro problema nuevo. Pero tenemos mucho en teoría sobre los agujeros negros y lo que he escrito (esperando que tenga razón) es solo la introducción no técnica básica.

Un agujero negro es una región en el espacio donde la fuerza de gravedad de atracción es tan fuerte que la luz no puede escapar. La fuerte gravedad ocurre porque la materia ha sido presionada en un espacio pequeño. … Algunos agujeros negros son el resultado de estrellas moribundas. Como no puede escapar la luz, los agujeros negros son invisibles.

Mientras enmarcaba su teoría general de la relatividad, Sir Albert Einstein encontró una nueva forma de representar la gravedad. Según él, la materia y la energía existen más allá del espacio y el tiempo. La gravedad no es una fuerza como Sir Newton había concebido, sino una consecuencia de la distorsión en el espacio y el tiempo. Hay tres dimensiones espaciales (hacia atrás-adelante, izquierda-derecha y arriba-abajo) y una dimensión de tiempo (que fluye a un segundo por segundo).

En 1960, Penrose y Wheeler probaron que cualquier estrella no giratoria, por complicada que fuera su forma inicial y su estructura interna, terminaría después del colapso gravitacional como un agujero negro perfectamente esférico, cuyo tamaño dependería únicamente de su masa.

En 1970, derivado de la teoría de la relatividad general de Einstein, surgió la prueba de Stephen Hawking del primero de varios teoremas de singularidad. En 1974, Hawking conmocionó al mundo de la física al mostrar que los agujeros negros deberían crear y emitir partículas subatómicas, conocidas hoy como radiación de Hawking, hasta que agoten su energía y se evaporen por completo. Según esta teoría, los agujeros negros no son completamente negros, y tampoco son eternos.

La Vía Láctea probablemente tiene un agujero negro que es 4 millones de veces gigantesco que nuestro Sol. Hay 3 tipos de agujeros negros según el tamaño. Agujeros negros primordiales, agujeros negros estelares, agujeros gigantescos. El tamaño del primero puede variar de un átomo a una montaña. El segundo puede ser 4 veces más grande que nuestro sol. Sin mencionar que el tercero es casi 1 millón de veces más grande que el sol.

La teoría de la relatividad general de Einstein expone que el tiempo se ve afectado por la velocidad . El agujero negro abrocha el espacio y el tiempo. Entonces, si está a una velocidad de la luz, el tiempo parecerá ir más y más lento.

La discusión sobre los agujeros negros y el análisis de sus diversas teorías, además de las mencionadas anteriormente, son intrigantes y fascinantes. Para concluir, voy a destacar otro concepto popular de ciencia ficción de agujeros de gusano. Se cree que los agujeros de gusano proporcionan un pasaje a otras partes del Universo. Atravesar a la velocidad de la luz es posible a través de los agujeros de gusano. Sin embargo, su existencia aún no está probada.

Un agujero negro es una región en el espacio-tiempo que tiene un tirón gravitacional tan fuerte que nada, absolutamente nada puede escapar. Ni siquiera la luz! El límite del cual nada puede escapar se llama horizonte de eventos.

Los agujeros negros se forman cuando las estrellas masivas colapsan y mueren. Después de que se forma uno, continúa absorbiendo masa de cerca y, por lo tanto, crece continuamente.

Si una persona (con los pies hacia abajo) se acerca al agujero negro, y si pudieras verlo a una distancia segura, verías que el tirón gravitacional de los pies es mucho más fuerte que en la cabeza, lo que hace que sus piernas se estiren extremadamente delgado A este concepto lo llamó spaghettification ya que el objeto literalmente se vuelve tan delgado como un spaghetti a medida que se absorbe. Para usted, parecerá que la persona se está desacelerando y finalmente se ha detenido, pero sin embargo, ese no es el caso.

Toneladas de misterios sobre los agujeros negros aún no se han despejado. Es realmente difícil saber acerca de un agujero negro con solo observarlo. También es difícil detectar uno, ya que absorbe luz, por lo que es extremadamente difícil de ver.

No es una teoría. Los agujeros negros son realidad.

Se forman cuando una estrella al menos 20 veces más masiva que nuestro sol se queda sin combustible y muere. Después de esto, el núcleo pesado se derrumba en sí mismo formando un agujero negro.

Según la teoría, el núcleo sigue colapsando hasta que es tan pequeño como un punto infinitamente pequeño llamado singularidad. Este punto formado por todo ese material de núcleo pesado tendrá una densidad infinita. Densidad = Masa / Volumen, y como vimos anteriormente, el volumen de un punto es cero. Haciendo la densidad infinita. Como la densidad es infinita, la densidad de gravedad también será infinita.

Esto simplemente significa que la gravedad será infinita en ese punto. A medida que nos alejamos de él, la fuerza disminuye y se vuelve finita (todavía muy, muy fuerte). Muévase aún más y finalmente llega una región donde la fuerza de gravedad es tal que la radiación electromagnética (Luz) puede escapar de esa gravedad. Esto se debe al hecho de que la velocidad de escape en ese punto es la velocidad de la luz. Esa región se llama horizonte de eventos y nada vuelve después de cruzar ese punto, ya que la velocidad de escape se vuelve más rápida que la velocidad de la luz y, como sabemos, nada viaja más rápido que la velocidad de la luz.

1. Que un objeto que excede el límite de Chandrasekhar no puede evitar colapsarse hacia adentro bajo la gravedad.
2. Que el radio del agujero negro es una función de la masa del agujero negro.
3. Que, como la entropía no puede ser cero, hay una radiación resultante de la espuma cuántica cerca del borde del agujero negro y una simetría que se rompe entre partículas y antipartículas. Esto da como resultado la evaporación.
4. Que, como se aplica la ley de conservación de la información, la información también debe estar irradiando. El mecanismo está en disputa. Este propenso se conoce como la paradoja de la información.
5. Como no puede cambiar las topologías, el colapso de un anillo debe producir una singularidad de anillo, mientras que el colapso de una esfera debe producir una esfera o singularidad puntual.
6. Debido a que hay un límite superior para el tamaño de una estrella, hay un límite superior para el tamaño de un agujero negro básico. Los agujeros negros más grandes se forman al fusionar los agujeros negros.
7. Los agujeros negros tienen spin.
8. El disco de acreción alrededor de un agujero negro producirá principalmente rayos X.
9. Los agujeros negros en órbita cercana alrededor del otro producen ondas gravitacionales.
10. Se cree que los agujeros negros en colisión son una de las causas de los estallidos de rayos gamma.

Obviamente, eso no es todo lo que se sabe, por eso recomiendo leer arxiv.

No dejes que el nombre te engañe: un agujero negro es cualquier cosa menos un espacio vacío. Más bien, es una gran cantidad de materia empaquetada en un área muy pequeña: piense en una estrella diez veces más masiva que el Sol apretado en una esfera de aproximadamente el diámetro de la ciudad de Nueva York. El resultado es un campo gravitacional tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. En los últimos años, los instrumentos de la NASA han pintado una nueva imagen de estos objetos extraños que son, para muchos, los objetos más fascinantes en el espacio. Aunque el término no fue acuñado hasta 1967 por el físico de Princeton John Wheeler, la idea de un objeto en el espacio masiva y densa que la luz no pudo escapar ha existido durante siglos. Lo más famoso es que los agujeros negros fueron predichos por la teoría de la relatividad general de Einstein, que mostró que cuando una estrella masiva muere, deja un núcleo remanente pequeño y denso. Si la masa del núcleo es más de tres veces la masa del Sol, según las ecuaciones, la fuerza de la gravedad supera a todas las demás fuerzas y produce un agujero negro.

No sé si alguna o alguna organización de científicos ha regulado algunos puntos específicos sobre la teoría sobre el agujero negro. El agujero negro es solo una suposición. Solo quiero crear una comprensión, sobre la existencia de ‘condición existencial cero’. Según yo, las condiciones de existencia de “condición existencial cero” deberían denominarse “agujero negro”.

Para obtener explicaciones sobre dicha condición, solicito consultar mi otra respuesta en Quora sobre preguntas relacionadas con el agujero negro.

Más allá de los que se utilizan en la corriente principal de la ciencia.

Por lo general, se forman a partir de una supernova cuando el núcleo es demasiado masivo para ser una estrella de neutrones.

Pueden aumentar de tamaño al caer material de las nubes de gas, estrellas compañeras que están demasiado cerca, planetas que se desgarran o fusionarse con otros agujeros negros.

Emiten radiación que es inversamente proporcional a su área de superficie llamada Radiación de Hawking.

Se cree que los agujeros negros súper masivos en el centro de la mayoría de las galaxias juegan un papel en las tasas de formación de estrellas.

Algunas malas tramas de ciencia ficción son que son portales a otros universos y puntos en el tiempo.

Cualquier objeto que pueda ser aplastado más allá de su radio schwarzschild se transforma en un agujero negro. Una región del espacio-tiempo, su gravedad sería tan fuerte que nada podría escapar de ella, ni siquiera la luz. Se sabe que atraen la materia hacia una singularidad donde todas las leyes físicas conocidas se desmoronan. Hay agujeros negros de masa estelar (masa de unos pocos soles) y agujeros negros supermasivos (masa de millones a mil millones de soles).

Respuesta del usuario de Quora a ¿Qué es un agujero negro? ¿Cómo podemos entenderlo?

El agujero negro se forma cuando una estrella muere. Es solo una teoría, pero se dice que los científicos los han detectado. Un agujero negro es tan fuerte que incluso la luz no se escapa. Cuando una estrella muere, se forma un agujero negro que es pequeño y más poderoso. Se hace más grande al tragar más cuerpos y también su poder se vuelve menor