Bueno, depende del tipo y tamaño del agujero negro, y qué tan “cerca” esté. El límite entre su “exterior” y su “interior” es el Horizonte de eventos , y los que están fuera de este límite no pueden saber nada acerca de los “eventos” que ocurren dentro. Hasta hoy, lo que realmente es un horizonte de eventos, sus propiedades y comportamiento, se describen solo aplicando las ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Einstein. El radio de Schwarzschild es el radio del horizonte de eventos que rodea un agujero negro. Cualquier objeto con un radio físico más pequeño que su radio Schwarzschild será un agujero negro. (Por ejemplo, el radio de Schwarzchild para el Sol, en teoría, sería de solo 3 kilómetros) . Los astrónomos no han observado ningún agujero negro “de cerca” hasta el momento y, por lo tanto, las predicciones teóricas sobre los agujeros negros y los horizontes de eventos se pueden probar de maneras muy limitadas.
Los agujeros negros no se pueden ver, por lo que se identifican solo por la actividad a su alrededor, lo que también ayuda a los astrónomos a estimar el tamaño de la región dentro de la actividad y la cantidad de masa que debe estar en esa región confinada para generar toda la actividad circundante. . Más específicamente, los astrónomos pueden estimar la masa de los agujeros negros utilizando una relación entre el tamaño aparente del agujero negro y los rayos X emitidos por el torrente de gas que se arremolina en el disco del agujero negro desde su estrella compañera. Esa es una de las razones por las que no podemos acercarnos demasiado a un agujero negro. Como se ve desde un observador externo, el tiempo parece pasar más lento para un objeto que se acerca al horizonte, y su luz se extiende a longitudes de onda cada vez más largas.
El agujero negro más pequeño probablemente es XTE J1650-500 descubierto en un sistema binario en la constelación del hemisferio sur Ara. Este récord tiene una masa estimada de aproximadamente 3.8 veces la masa de nuestro sol y tiene solo 24 kilómetros de ancho. La distancia estimada es de 26,000 años luz. En el otro extremo de la escala está el agujero negro en el núcleo de la galaxia M60-UCD1 que se encuentra a unos 50 millones de años luz de distancia en la constelación de Virgo. Esta es una pequeña galaxia con un diámetro de 300 años luz solamente, solo 1/500 del diámetro de la Vía Láctea . Los astrónomos creen que esta galaxia en particular puede ser la más densa jamás vista, y en el corazón de M60-UCD1 se esconde un agujero negro supermasivo con una masa de 20 millones de soles.
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Los agujeros negros no son como los cráteres en la Luna, que puedes observar al pararte en su borde. Hay una intensa actividad en el vecindario de un agujero negro. Hoy en día, la mayoría de los astrónomos creen que los cuásares, las radiogalaxias y los centros de las llamadas galaxias activas son visiones diferentes del mismo fenómeno: un agujero negro con chorros energéticos que irradian desde dos lados. Cuando el rayo se dirige hacia nosotros, vemos el brillante faro de un cuásar. Cuando la orientación del sistema es diferente, lo observamos como una galaxia activa o una radiogalaxia. Este ‘modelo unificado’ ha obtenido un apoyo considerable a través de una serie de programas de observación de Hubble. Sin embargo, las primeras ideas simplistas han sido reemplazadas por una visión más compleja de este fenómeno, una visión que continuará evolucionando en los próximos años.
Las galaxias se pueden dividir en dos categorías distintas según el estado de alimentación de su residente central supermasivo. Las galaxias inactivas, por ejemplo, tienen agujeros negros supermasivos en reposo, como una bestia cósmica saciada, duermen entre comidas. Los ejemplos incluyen nuestra galaxia, la Vía Láctea, que está inactiva en este momento. Pero la latencia puede ser temporal. Si una estrella se aleja demasiado o una nube de gas y polvo se aventura en el disco de acreción del agujero negro , el agujero negro se “despertará”, se activará y liberará grandes cantidades de energía y radiación potencialmente letal que reverberará en toda su galaxia. Un agujero negro activo no es un lugar para aventurarse cerca.
Un agujero negro de “masa estelar”, es decir, un agujero negro que es varias veces la masa del Sol, ejerce una fuerte atracción de “marea” sobre cualquier objeto que se acerque a su horizonte de eventos. Ese es el mismo efecto que crea las mareas en la Tierra: la atracción gravitacional del lado del objeto que está más cerca del agujero negro es significativamente más fuerte que la atracción del lado opuesto, por lo que la gravedad estira el objeto y lo separa. (La gravedad de marea es menos pronunciada para un objeto que se acerca a un agujero negro supermasivo, porque hay una “pendiente” más suave en el campo de gravedad cambiante. Al igual que con la densidad, la fuerza de marea en un cuerpo en el horizonte de eventos es inversamente proporcional al cuadrado de la masa: una persona en la superficie de la Tierra y una en el horizonte de sucesos de un agujero negro de 10 millones de masa solar experimentan la misma fuerza de marea entre su cabeza y pies.) Esto significa que está mucho más seguro cerca de un supermasivo que cerca de un agujero negro de masa estelar.
No podemos vislumbrar lo que hay dentro del horizonte de eventos de un agujero negro porque la luz o el material de allí nunca pueden alcanzarnos. Incluso si pudiéramos enviar un explorador al agujero negro, no habrá comunicación entre nosotros. Las teorías actuales predicen que toda la materia en un agujero negro se apila en un solo punto en el centro, pero los científicos no entienden cómo funciona esta singularidad central . Para comprender adecuadamente el centro del agujero negro se requiere una fusión de la teoría de la gravedad con la mecánica cuántica. A esta teoría unificadora ya se le ha dado un nombre, gravedad cuántica, pero aún se desconoce cómo funciona. Este es uno de los problemas no resueltos más importantes en física. Los estudios de los agujeros negros pueden algún día proporcionar la clave para desbloquear este misterio.
Stephen Hawking dio una conferencia sobre el tema en Chile, América del Sur, en 2007; puede leer la transcripción aquí:
En un agujero negro
