¿Cómo se puede demostrar que existe un agujero negro?

Primero permítanme reducir las expectativas de mi “prueba”. No hay pruebas similares a las matemáticas en física y las conclusiones físicas son tentativas por la naturaleza misma de la ciencia. Así que hablemos de la prueba en el sentido de presentar suficientes razones y evidencia para satisfacer la conclusión.

La prueba tiene cuatro etapas, ninguna de ellas es suficiente por sí sola.

Etapa 1 , de la teoría de la relatividad general, que nunca nos ha fallado experimentalmente: la teoría de la relatividad demuestra que si un cuerpo masivo es lo suficientemente denso como para que su radio sea menor que un cierto límite (radio de Schwarzschild), entonces la gravedad dentro de ese radio es fuerte suficiente para evitar que algo, incluso la luz, escape de él. Se deduce que la materia que constituye el cuerpo continuará apretándose, por su propia gravitación, para volverse cada vez más densa y, por lo tanto, cada vez más pequeña, hasta que alguna resistencia interna se vuelva lo suficientemente fuerte como para equilibrar la fuerza gravitacional.

Etapa 2 , de la teoría cuántica bien establecida de partículas subatómicas: esta teoría demuestra que si la masa del cuerpo es mayor que 2.0 soles, no se sabe que tal fuerza exista en la naturaleza. Esto significa que si un cuerpo más masivo que 2 soles se comprime de alguna manera dentro de su radio Schwarzschild, colapsaría hasta un punto (una singularidad). Esto es lo que llamamos un agujero negro.

Etapa 3 , la física bien establecida de las estrellas de supernova: una estrella similar al sol, al agotar todo su combustible nuclear, se reduce a una enana blanca. Si es lo suficientemente más masivo que el sol, explotaría como una supernova. Una supernova arroja la mayor parte de su masa al espacio y su producto final depende de la masa que queda en el núcleo: el remanente. Si la masa remanente está por debajo de 2 soles, el proceso termina en una estrella de neutrones, y observamos muchos de estos, lo que ayuda a validar la teoría. Sin embargo, si la masa del núcleo es mayor que 2 soles, de acuerdo con la Etapa 3, debe colapsar en un punto. La pregunta es si los núcleos de esta masa realmente ocurren en la naturaleza. Bueno, sabemos de muchas estrellas con masas de 20 soles, y estas no tendrían ningún problema para dejar un núcleo de 2 masas de sol o más. Por lo tanto, los agujeros negros resultantes de las supernovas de grandes estrellas no deberían ser demasiado raros.

Etapa 4 , observaciones de fenómenos propios de los agujeros negros: aunque los agujeros negros no se pueden observar directamente, cuando se “alimentan” de materia cercana, inducen una gran cantidad de física peculiar que puede predecirse mediante modelos teóricos y, de hecho, se observa.

Sumando las cuatro etapas de la “prueba”, diría que la existencia real de agujeros negros en el universo está fuera de toda duda razonable.

Hay pruebas más que suficientes:

1. Observaciones directas de regiones del espacio.
2. Emisión de tipos específicos de radiación que hemos detectado aquí en la Tierra atribuibles a un agujero negro.
3. Descubrimiento reciente de la generación de ondas gravitacionales a partir de la fusión de dos agujeros negros, ganando el Premio Nobel en Física. Previsto desde 1916.
4. Órbitas de sistemas galácticos alrededor de un centro que no tiene ningún objeto aparentemente visible (los agujeros negros no emiten ninguna luz visible), pero genera una enorme fuerza gravitacional.
5. El cambio de luz alrededor de regiones aparentemente vacías del espacio (conocidas como lentes gravitacionales).

Hay pruebas mucho más concluyentes, aunque esto es todo lo que se me ocurre en la cabeza.

Espero que esto ayude.

Oye,

Esta es una pregunta interesante. La teoría general de la relatividad predice que existen los agujeros negros. Ahora, ¿qué nos hace estar tan seguros de que existe?

Sabemos que incluso la luz queda atrapada en un agujero negro (de ahí su nombre), por lo que no puede ser observada por telescopios (si la luz no escapa, es aparentemente invisible)

Pero, sabemos que un agujero negro (si existe) influye en la materia que lo rodea (gravedad). Incluso los planetas ejercen una fuerza gravitacional, ¿qué te asegura que sea un agujero negro?

1. Digamos que una estrella está presente cerca de un agujero negro, el agujero negro atrae la materia hacia sí misma (esto se conoce como acreción). Esta estrella es arrastrada por el efecto gravitacional del agujero negro y, finalmente, comienza a acelerar hacia ella. Esta aceleración calienta la estrella y la estrella comienza a emitir rayos X.
2. Se ha observado que tales estrellas emiten rayos gamma de muy alta energía (rayos gamma de alta energía debido al poderoso campo gravitacional del agujero negro). Estas observaciones confirman la presencia de un agujero negro (estos rayos gamma de alta energía demuestran que en realidad es causado por la presencia de un agujero negro).

Espero que esto ayude.

Los científicos verificaron la existencia de los agujeros negros estudiando la velocidad de las nubes de gas que orbitan en esas regiones. En 1994, los datos del telescopio espacial Hubble midieron la masa de un objeto invisible en el centro de M87. Según el movimiento del material que gira alrededor del centro, se estima que el objeto tiene aproximadamente 3 mil millones de veces la masa de nuestro Sol y parece estar concentrado en un espacio más pequeño que nuestro sistema solar. Durante muchos años, las emisiones de rayos X del sistema de doble estrella Cygnus X-1 convencieron a muchos astrónomos de que el sistema contiene un agujero negro. Con mediciones más precisas disponibles recientemente, la evidencia de un agujero negro en Cygnus X-1, y alrededor de una docena de otros sistemas, es muy fuerte.

Stephen Hawking, el físico teórico inglés dijo una vez: “Hay negros”. Entonces, al contrario de cómo las revistas científicas, los artículos de sitios web y la ciencia ficción han popularizado su existencia, los agujeros negros y sus asociados, las singularidades son los “forajidos” de la física. Su existencia misma rompe las leyes físicas de la naturaleza. La conexión “ natural ” más cercana al agujero negro / singularidad es el radio de Schwarzschild (SR) o un radio que depende naturalmente del radio de la fuente de masa central de las emisiones de radio que viajan a la velocidad de la luz (C). A continuación se muestran, por ejemplo, la SR para el Sol y la estructura supermasiva ubicada en el centro de nuestra Vía Láctea:

* (6.995x 10 ^ 8 m – radio de emisiones de radio) / (Pi) x [2 x (137.036)] ^ 2 = (2G) x (2.0 x 10 ^ 30 kg – masa del sol) / (C) ^ 2 = 2964.44 mo RS del sol.

* (3.0574 x 10 ^ 15 mo 0.1 pc – radio de la fuente de radio) / (Pi) x [2 x (137.036)] ^ 2 = (2G) x (8.7411 x 10 ^ 36 kg – estructura supermasiva en el centro de Milky Vía) / (C) ^ 2 = 1.2956 x 10 ^ 10 mo RS de estructura supermasiva en el centro de la Vía Láctea.

si

• Observaciones directas de los discos de acres que son más brillantes que galaxias enteras
• El seguimiento de las órbitas de estrellas masivas que giran alrededor de un punto es un espacio que no tiene ningún objeto visible (Sagitario A *)
• Ondas gravitacionales detectadas recientemente

No puedes probar la existencia de nada. Las pruebas se usan en matemáticas y lógica formal, no en ciencias naturales.

Lo que puede hacer es hacer predicciones teóricas y ver si las observaciones encajan. En el caso de los agujeros negros, la evidencia a favor de su existencia es bastante grande. Se han hecho muchas observaciones que no se pueden explicar a menos que supongamos que existen agujeros negros.

Para obtener más detalles, encontré estas notas con una búsqueda rápida en Google y parecen bastante buenas:

http://eagle.phys.utk.edu/guidry …

Sí, hemos observado agujeros negros y sus efectos que ejercen sobre objetos estelares cercanos por sus inmensos campos gravitacionales.

Están presentes en la mayoría de los centros galácticos.

La pregunta ahora es dónde se abren o; ¿Existen los agujeros blancos?

Otras respuestas a esta pregunta dicen que sí. Voy a causar algunas ondas y decir no.

Si bien creo que existen agujeros negros basados ​​en los hallazgos y observaciones que se han registrado, técnicamente no hay ninguna prueba concluyente de que lo hagan. Sí, es cierto que hemos detectado ondas gravitacionales de lo que creemos que es un agujero negro, pero no tenemos forma de saber más allá de la duda que realmente vinieron de lo que creemos que es un agujero negro. Sí, hemos observado discos de acreción, pero nuevamente, no podemos decir con 100% de certeza que pertenecen a lo que llamamos un agujero negro.

No estoy tratando de decirte que los agujeros negros son falsos. No son falsos Son teoría. Y la teoría, no importa cuán correcto parezca o cuán perfectamente explica algo, no es un hecho.

Como no podemos observar directamente un agujero negro, no podemos hacer nada más que postular la existencia de uno. Podemos detectar ondas gravitacionales a partir de ellos y observar cómo interactúan con los cuerpos celestes a su alrededor, pero puede ser que haya algo completamente diferente en el centro de la galaxia de la Vía Láctea. ¿Creo que podría haber algo más en lugar de un agujero negro? Realmente no. Pero es posible? Absolutamente. Y puede que se sorprenda de lo que los humanos descubren durante el resto de este siglo. El universo tiende a sorprendernos de las formas más sorprendentes.

No, pero parecen ser inevitables y son la única explicación que tenemos de algunas observaciones astronómicas. Los colapsares gravitacionales probablemente deben ser posibles.

Pero esto no significa que existan horizontes de eventos o cualquier tipo de singularidad. Desde cualquier punto en el espacio hasta cualquier singularidad, habrá una diferencia infinita en la energía potencial gravitacional, GPE. Una diferencia infinita en GPE significa que el espacio-tiempo se extenderá infinitamente entre esos dos puntos.

La razón por la que Einstein insistió en que los horizontes de eventos son imposibles es porque lo son. No es posible que se formen porque ni siquiera la luz puede viajar a una en un tiempo finito (ver, Retardo de Shapiro).

No de una manera final concluyente.

Sin embargo, existe una gran cantidad de evidencia que sugiere que los agujeros negros existen. Le sugiero que lea este artículo que da una buena impresión sobre esta evidencia y que todo parece apuntar a una sola explicación plausible: existen agujeros negros.

¿Los agujeros negros realmente existen?

Al observar la velocidad de las estrellas en órbita alrededor del agujero negro, podemos decir que hay un agujero negro allí.

Cuando en un sistema binario una estrella se convierte en un agujero negro y otra se vuelve gigante roja, el material pasará al agujero negro. Esto producirá una temperatura muy alta en el borde exterior del agujero negro y se producirán rayos X \

La detección reciente de ondas de gravedad por parte de LIGO también demostró que existían agujeros negros … Estas ondas provenían de la colisión de dos agujeros negros.

No se puede ver un Agujero Negro en el centro de nuestra galaxia (Vía Láctea), ya que no irradia nada y está rodeado por un disco de acreción y otra materia gaseosa. Sin embargo, podemos rastrear muchas estrellas que orbitan algo a altas velocidades. A partir de estas mediciones podemos calcular la masa del objeto que orbitan y lo único en nuestro modelo de objetos cosmológicos que puede producir tales movimientos es un agujero negro sustancial. QED

No. La ciencia no suele hacer pruebas concluyentes … o cualquier tipo de prueba que no sea “tentativa” hasta cierto punto.

Hay buena evidencia de objetos que se comportan de la forma en que se esperaría un agujero negro. Aún así, pueden resultar ser algo que no hemos considerado todavía.

No hay pruebas de que algo pueda ser real más allá de nuestro sistema solar. Muchas teorías afirman que podríamos estar viviendo en una simulación y, por lo tanto, el vasto espacio exterior que observamos a nuestro alrededor podría ser solo una imagen falsa similar al mundo del juego.

Para una comprensión básica de la teoría de que vivimos en una simulación, puede ver esto:

https://m.youtube.com/watch?v=S_ …

bueno, ya han sido probados y si eso es suficiente para ti, entonces sí, pueden ser fácilmente probados. pero como dije, ya lo han sido.