¿Es un agujero negro realmente un agujero?

No como un hoyo normal, no. Es decir, no es un agujero en material (por ejemplo, un agujero en el suelo o un agujero en un pedazo de madera).

Pero si tratara de tener una idea de cómo sería un “agujero en el espacio”, podría (con pistas adecuadas) llegar a algo muy parecido a lo que la física llama un agujero negro: un fenómeno gravitacional que se presenta como “Agujero” tridimensional en el espacio-tiempo.

Sin embargo, eso sería al revés de cómo lo hace la ciencia. En ciencia, primero se les ocurre algo, y luego tienen que descubrir cómo lo van a llamar. Así que tenían algunas matemáticas (la métrica de Schwarzschild) en una teoría de la gravedad (relatividad general) que predijo la existencia de este extraño objeto, una región del espacio donde la gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Necesitaban un nombre para esta cosa.

Cuando descubres o inventas algo, debes llamarlo como una especie de nombre, para que puedas hablar de ello. No quieres inventar algún tipo de nombre sin sentido, quieres algo “relatable” para que la gente tenga una idea de lo que estás hablando. Como en lugar del nombre de “agujero negro”, si lo hubieran llamado “squorble”, difícilmente hubiera sido mejor, ¿verdad?

Esto sucede todo el tiempo con cosas normales, pero realmente no lo notas porque ya entiendes algo de lo que se llama. Como, no sé … No puedo pensar en ningún gran ejemplo en este momento, pero como una “camioneta”, significa una especie de automóvil, ¿verdad? No es un “carro” real.

En física, descubren cosas que no son como las cosas normales, pero que todavía necesitan encontrar nombres “identificables” para ellos. Un buen ejemplo sería el nombre “carga de color” para describir la simetría de la interacción nuclear fuerte. Esto tiene tres tipos de carga, que llamaron “rojo”, “verde” y “azul”, a pesar de que no tienen nada que ver con los colores reales. (¡Podrían haberlos llamado Larry, Curly y Moe, y lo llamaron la fuerza Stooge en lugar de la fuerza de color!). O el término “girar” como apodo de “momento angular intrínseco”, responsable de muchas preguntas sobre Quora de personas que piensan que esto significa que una partícula está literalmente girando sobre un eje.

Un hoyo tiene ciertas características:

• tienden a ser oscuros
• algunos de ellos, puedes caer en
• algunos de los que puedes caer, de los que no puedes salir.

Un agujero negro gravitacional tiene esas características. Definitivamente está oscuro (negro, de hecho). Definitivamente es del tipo en el que caen las cosas. Y definitivamente es del tipo del que las cosas no pueden salir, una vez que han caído en él. Entonces, parecía un nombre apropiado.

Parece que el nombre de “agujero negro” se usó en la comunidad de la física a principios de la década de 1960, y nadie sabe quién lo inventó por primera vez. El físico de Princeton, John Archibald Wheeler, es acreditado por llevarlo de la oscuridad al uso “oficial”, durante una conferencia en una conferencia de física en 1967, aparentemente este era un nombre mucho más agudo que “objeto colapsada gravitacionalmente” [1].

La matemática básica de los agujeros negros se descubrió hace 100 años. ¡Pero la idea de un agujero negro fue sugerida por primera vez hace más de 200 años por John Michell, un rector inglés, filósofo y pensador científico! [2]

Bien, acabo de terminar de escribir esta respuesta, y finalmente noté los detalles de tu pregunta, lo que le da un giro diferente. Sin embargo, me gusta la respuesta que escribí, así que la dejaré como está y la agregaré aquí para abordar los detalles de sus preguntas:

“Según tengo entendido, un agujero negro es como una puerta a otra parte del espacio”

En ese caso, te estás haciendo una idea de los agujeros negros de la mala ciencia ficción, los cómics o algo así. Un BH no es “una puerta a otra parte del espacio”. No “va” a ninguna parte, excepto hacia abajo .

“¿Es posible que un agujero negro sea solo un enorme planeta con fuertes fuerzas gravitacionales?”

No, no es posible. En primer lugar, un BH es un “objeto gravitatoriamente colapsado por completo”, es decir, cualquier objeto colapsado para formar un BH ya no es ese objeto, ahora es solo un BH. El proceso de formación de BH implica el fracaso de todas las fuerzas de presión interna del objeto para poder sostener el objeto contra su propia gravedad. Por lo tanto, no hay “planeta” ni ningún otro tipo de objeto regular “escondido” dentro de un agujero negro. Además, no puede obtener un BH de un objeto del tamaño de un planeta: se necesita algo mucho más masivo, por lo que obtiene un BH de una estrella que se quema y muere de una manera particular para que se colapse en un BH.

Saludos, espero que ayude!

[1] 50 años después, es difícil decir quién nombró agujeros negros

[2] Este mes en la historia de la física – 27 de noviembre de 1783: John Michell anticipa agujeros negros

La verdad es que no sabemos qué hay en el centro de un agujero negro. Un postulado es que incluso las fuerzas que mantienen a los leptones separados se rompen bajo la gravedad extrema, y ​​terminas con una pequeña bola de material inimaginablemente masivo. Otra es que a medida que la masa creciente deforma el espacio-tiempo a su alrededor cada vez más, cuando alcanzamos la masa requerida para formar un agujero negro, se rasga directamente a través de la estructura del espacio-tiempo y no queda nada en el centro del fenómeno sino la increíble gravedad que tanta masa creó.

En este momento, no podemos usar cálculos para decirnos qué está sucediendo allí porque las ecuaciones de la relatividad se descomponen en esas condiciones, y no tenemos una teoría de la gravedad cuántica. Si descubrimos una Teoría del Todo que fusiona la relatividad y la mecánica cuántica sin problemas, al menos podremos aplicar las matemáticas para adivinar qué hay en el centro de un agujero negro. Sin embargo, probablemente nunca podremos observarlo directamente.

No estamos cometiendo asesinatos de personajes llamándolo agujero negro .

Una persona que camina por el camino pisa una abertura y entra en ella. Lo mismo con el ‘agujero negro’: cualquier cuerpo celeste que se acerque lo suficiente se absorbe. Y el término ‘negro’ se usa para denotar el hecho de que la luz no puede salir del agujero negro. Considere el nombre solo como una ayuda de visualización.

En una nota más seria, el nombre fue popularizado por John Wheeler. Fue un gran científico y muchas veces en el libro de Stephen Hawking, a Wheeler se le atribuye haber demostrado que existen agujeros negros. Esto me pone triste porque el Subramanian Chandrasekar en realidad postuló la existencia de agujeros negros (entonces no se llamó agujero negro) en 1935. [fuente: Empire of the Stars: Obsession, Friendship, and Betrayal en la Búsqueda de Black Holes Hardcover por Arthur I. Miller]
Ilustración del agujero negro. fuente de la imagen: John Archibald Wheeler

No, el agujero negro no es un agujero, es una esfera tridimensional. ¿Qué llamas hoyo? Cuando caes en el agujero, saldrás del otro lado, pero esto no sucederá con el agujero negro. Pero, puedes llamar a un agujero de gusano un agujero tridimensional.

El agujero negro es como una gran esfera de muy alta masa y la alta masa se concentra en su centro formando una singularidad.

Una singularidad gravitacional o singularidad espacio-temporal es una ubicación en el espacio-tiempo donde el campo gravitacional de un cuerpo celeste se vuelve infinito de una manera que no depende del sistema de coordenadas. Las cantidades utilizadas para medir la intensidad del campo gravitacional son las curvaturas invariantes escalares del espacio-tiempo, que incluye una medida de la densidad de la materia. Como tales cantidades se vuelven infinitas dentro de la singularidad, las leyes del espacio-tiempo normal no podrían existir.

Fuente: singularidad gravitacional – Wikipedia

Y, el agujero negro no es como el planeta porque el planeta no tiene singularidad en su centro, y también el agujero negro se forma cuando la estrella muere.

• Veamos cómo se forma el agujero negro

Toda estrella muere con supernova. Cuando la estrella se queda sin hidrógeno, comienza a fusionar elementos más pesados, el colapso del núcleo, cuando esto sucede, se produce una explosión nuclear que se conoce como supernova .

Pero, las estrellas 3 o más veces más pesadas que nuestro sol pasan por otro proceso. Si el núcleo restante está entre 1 y media a 3 masas solares (nuestra masa solar) se contrae para formar una estrella de neutrones . Si el núcleo restante tiene más de 3 masas solares, se contrae para formar un agujero negro .

El núcleo es seguir contrayéndose más allá de su horizonte de eventos y hacer la singularidad en su centro. Singularidad significa donde se concentra una gran cantidad de masa.

Se forma un agujero negro estelar cuando (agujero negro) entró en contacto con otra estrella, un dado de gas gira alrededor del negro.

Espero que esto te ayude a aclarar un poco las cosas.

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La mayor parte de lo que está dentro del horizonte de eventos que define el límite entre las cosas que potencialmente podemos observar y el agujero negro no es del todo denso. Es probable que tenga muy poca materia. Solo la parte central que se encoge es densa. Cuando algo pasa por el horizonte de eventos, no golpea de repente la parte densa. Simplemente se dirige hacia adentro a través de lo que podría visualizarse como un vacío con intensos campos gravitacionales.

Es como si hubiera un agujero en el espacio en el horizonte de eventos. Hoyo parece ser un término razonablemente bueno. Lo que entra no sale. Esta es una situación muy impresionante como un hoyo.

Lo que se puede decir es que algunos de nosotros creemos que un agujero negro es un vórtice de energía. Un agujero negro (al menos la parte indirectamente detectable en el espacio tridimensional) parece ser similar a la parte superior de un sumidero o zona de subducción, torbellino o remolino. Eso sugeriría que más allá de la apertura de un agujero negro hay un vórtice o agujero de gusano gigantesco que conduce a otro lugar, posiblemente a otras, aunque inhabitables, dimensiones del espacio. Así como hay mucho espacio relativo debajo de un torbellino y un remolino, sumidero y la zona de subducción en la tierra, también hay más allá de un agujero negro.

Puede estar confundiendo agujeros negros con agujeros de gusano. Cada extremo de un agujero de gusano tiene una geometría similar a un agujero negro (excepto que pueden evitarse). Un agujero de gusano (Puente de Einstein-Rosen) es un “tubo” teórico que conecta una parte del espacio-tiempo con otra, lo que le permite sortear las limitaciones de velocidad de la luz tomando un “atajo” y (algunos afirman) permitiendo la posibilidad teórica de viaje en el tiempo. Esta es la única opción que se me ocurre, que sería algo parecido a su analogía de “puerta”.

No es posible que un agujero negro contenga un planeta natural. Sería destrozado (incluso sus átomos individuales serían destrozados). En teoría, uno podría imaginar extraterrestres divinos capaces de construir algo dentro de un agujero negro usando física que va más allá de nuestros modelos físicos actuales. Pero ciertamente nunca sucedería naturalmente. No sabemos exactamente qué hay en el centro de un agujero negro (probablemente no sea una verdadera “singularidad” de Einstein), pero es probable que sea muy, muy pequeño.

No estas equivocado. Lo que sea que esté en la singularidad de un BH, no es un agujero. El área entre el horizonte de sucesos y la singularidad puede ser como un agujero, pero en realidad es solo un área de influencia gravitacional masiva. De nuevo, no es un agujero. Es una noción muy abstracta, totalmente metafórica y análoga. Es “como” un agujero profundo, en el que las cosas caen y desaparecen. Es “como” un agujero en el que no vemos un agujero, vemos una ausencia de luz y materia.

Bueno, un agujero solo se refiere a la sangría de la superficie física. Los agujeros negros definitivamente son “algo”, pero hacen una sangría en el espacio-tiempo y la gravedad. Como el espacio no es materia física, es difícil “hacer una sangría”. Todo se tira hacia el centro y el centro está en el mismo espacio que un observador externo. Si entraste en un agujero negro, puede parecer que estás cayendo, como que los lados a tu alrededor suban a medida que bajas, pero eso es una ilusión. realmente no te “caes” en absoluto. El verdadero agujero está en el espacio tiempo y la gravedad. Se distorsiona como un agujero cerca de los bordes y el centro para que sienta un cambio en la gravedad. Además, no puedes sentir que estás cayendo en el vacío del espacio.

prueba esto:

haz un pequeño hoyo inclinado sobre algo para que parezca una zanja poco profunda. Toma una canica y arrójala hacia el hoyo. El mármol rodará en esta representación de la distorsión de la gravedad cada vez. Una vez que la canica pasa por el borde de la zanja (horizonte de eventos) no hay vuelta atrás. Las paredes inclinadas (gravedad) mantienen todo dentro sin importar qué tipo de fuerzas estén actuando sobre el objeto. Una vez que la canica está en reposo en el centro del pozo (singularidad) no hay salida.

En el espacio tridimensional, es un punto infinitamente denso. Junto con el horizonte de eventos, puedes extender eso a una pelota. (*)

Sin embargo, si nos fijamos en el espacio-tiempo de 4 dimensiones, parece un agujero, como en la respuesta de James Hollomon.

(*) Esto solo es cierto para los agujeros negros no girados y sin carga. Las singularidades pueden ser como anillos en otros casos, por ejemplo.

No es un agujero en el sentido ordinario ciertamente. Un agujero de bloque es un fenómeno astronómico muy estudiado que, como ya has dicho, tiene tanta gravedad que parece que los fotones no pueden encontrar la salida. De ahí el nombre.

Los agujeros negros no son planetas, meteoritos, cometas o cualquier otra cosa, aunque los agujeros negros probablemente comenzaron su vida hace mucho tiempo como estrellas.

En cuanto a si un agujero negro es una “puerta” a otro lugar, eso es lo que piensan algunas personas. Debido a que sus interiores son inaccesibles para nosotros, sería difícil encontrar evidencia.

Un agujero negro no es una arena normal de espacio / tiempo. Por lo tanto, es, en todos los sentidos, una región externa (o una entrada interna) al espacio / tiempo comúnmente experimentado. Y lo que sea que esté fuera de un agujero negro y cerca pronto será atraído hacia ese agujero negro. Además, lo que esté dentro de un agujero negro no es lo mismo que lo que está afuera.
Se considera que un hoyo es una abertura entre un área a otra. Además, el estado de cualquier agujero es diferente del que está a su alrededor.
Además, el término “materia” puede no ser apropiado para lo que le sucede a cualquier cosa bajo fuerzas gravitacionales tan intensas. Es bastante factible que pueda haber un tercer estado de existencia dentro de un agujero negro. Uno que no cubre las definiciones de materia o energía.
También es factible que Dark Matter sea una consecuencia de Black Holes. La materia regular entra y Dark Matter emerge en el otro lado.
Una “anomalía” negra puede parecer más adecuada, pero el agujero hace que la idea general sea mucho más fácil y comprensible.

Si. Definitivamente parece un agujero.
La singularidad del agujero negro es extremadamente densa, por lo que deforma el espacio-tiempo (ver Relatividad general) de una manera que recuerda un agujero.

Los agujeros negros no son realmente agujeros en absoluto. Son lo opuesto a vacío! Los agujeros negros tienen la mayor cantidad de materia en el menor espacio de cualquier objeto en el universo. … La gravedad de un agujero negro es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar.

Un agujero negro es una estrella masiva que, cuando llega al final de su vida, se derrumba sobre sí misma debido a su alta intensidad de campo gravitacional, creando así una masa excepcionalmente densa. Entonces, no es un agujero, dado que los agujeros tienen un vacío en ellos, y no hay forma de que algo tan denso como esto pueda tener un vacío. No es un término literal.

Creo que una esfera muy densa sería una descripción más apropiada.

Por otra parte, dado que la luz que la alcanza no se puede volver a ver, nunca podremos hacer una observación física directa. Lo que podemos ver es el límite justo fuera del horizonte de eventos.

Permítanme decirlo de esta manera, un agujero negro es un objeto masivo que hace mella en la estructura del espacio y el tiempo, la abolladura es relativa al tamaño del agujero negro cuanto más grande es el agujero negro, más grande / más larga es la abolladura, menos El objeto masivo que se acerca al agujero negro caerá en él y podría perderse para siempre.