En primer lugar, la atracción gravitacional de los agujeros negros es igual a la de otros objetos masivos. En otras palabras, no “chupará” ni “engullirá” objetos más que cualquier otra estrella o planeta normal, con mayor probabilidad de que las cosas caigan en ellos si se acercan demasiado al horizonte de eventos. Si nuestro Sol fuera reemplazado por un agujero negro de igual masa, por ejemplo, la Tierra continuaría experimentando la misma fuerza gravitacional que antes. Solo cuando los objetos se acercan demasiado al agujero negro se hace evidente la fuerza gravitacional más fuerte.
La singularidad en el núcleo de un agujero negro puede reducirse a la longitud de Planck (la escala a la cual las ideas clásicas sobre la gravedad y el espacio-tiempo dejan de ser válidas, y los efectos cuánticos dominan) que contiene una masa que se aproxima al infinito. Aquí la fuerza gravitacional es tan fuerte que el espacio-tiempo que rodea la singularidad se dobla a una curvatura infinita, y los científicos se quedan buscando una buena teoría cuántica de la gravedad para explicar lo que realmente está sucediendo dentro de estos objetos increíblemente densos. Por el momento, los científicos lo conocen como un “punto donde se rompen todas las leyes de la física”.
Se sabe que los agujeros negros distorsionan el tiempo y el espacio a su alrededor. Esto se ilustra mejor cuando una persona A cae en un agujero negro (¡pobre muchacho!) Mientras otra persona B está mirando. Desde la perspectiva de A, el reloj de B parece estar avanzando cada vez más lento. El agujero negro deforma tanto el tiempo y el espacio que el tiempo de B parece correr más lento. Pero desde la perspectiva de B, es al revés: su propio reloj parece funcionar normalmente y el reloj de A parece funcionar rápido. A continuación, parece “congelarse” en el tiempo sin que parezca pasar por el horizonte de sucesos. A medida que transcurre el tiempo, la luz cambia de color rojo a medida que su longitud de onda se alarga, y finalmente desaparece de la vista del observador a medida que se convierte en radiación infrarroja, luego ondas de radio.
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Los agujeros negros no tienen forma de embudo; Son esferas. He observado que siempre se representan como embudos, porque se ilustran desde la perspectiva de los pozos de gravedad. En realidad son más como esferas. Un embudo tiene una parte superior e inferior; los agujeros negros no. Cuando el núcleo de una estrella colapsa, la estrella gira más y más rápido y se vuelve cada vez más pequeña. Cuando llega al punto donde no tiene suficiente masa para convertirse en un agujero negro, se aprieta para formar una estrella de neutrones y continúa girando rápidamente. Lo mismo se aplica a los agujeros negros. Si la estrella de neutrones tiene 3 masas solares o más, colapsará en un agujero negro. Incluso cuando el agujero negro se reduce a la longitud de Planck, continúa girando rápidamente.
Es posible que haya oído hablar de los agujeros negros de Stellar Mass, los agujeros negros primordiales y los agujeros negros supermasivos, pero ¿ha oído hablar de STEALTH BLACK HOLES ? Los investigadores han descubierto recientemente agujeros negros sigilosos que parecen acumular material y gases a un ritmo más lento, lo que significa que se emiten menos rayos X, por lo que son más difíciles de detectar.
Los agujeros negros supermasivos también dan a luz a las estrellas . De la misma manera que los fragmentos del tamaño de un planeta son expulsados del disco de acreción, un descubrimiento reciente muestra que los agujeros negros supermasivos ocasionalmente sueltan suficiente material para formar estrellas completamente nuevas. Aún más notable, algunas de estas estrellas incluso aterrizan en el espacio profundo, mucho más allá de su galaxia de origen.
Alineamiento extraño Los astrónomos en Sudáfrica recientemente se toparon con una región del espacio distante donde los agujeros negros supermasivos en varias galaxias están alineados en la misma dirección. Es decir, todas sus emisiones de gases salen como si estuvieran sincronizadas por diseño. Las teorías actuales no pueden explicar cómo los agujeros negros con una separación de hasta 300 millones de años luz parecen estar actuando en concierto. De hecho, la única forma en que es posible, dicen los investigadores, es si estos agujeros negros giran en la misma dirección, algo que puede haber ocurrido durante la formación de galaxias en el universo primitivo.
¿Agujeros negros o agujeros de gusano? Desde el exterior, los agujeros de gusano pueden exhibir muchas de las características generalmente asociadas con un agujero negro, por lo que son prácticamente imposibles de distinguir. Un agujero de gusano es un paso teórico a través del espacio-tiempo que podría crear atajos para viajes largos a través del universo. Los agujeros de gusano se predicen por la teoría de la relatividad general. No hay evidencia de algo así como un agujero de gusano en el Universo observado. Los físicos creen que al crear dos agujeros negros enredados y luego separarlos, formaron un agujero de gusano, esencialmente un “atajo” a través del universo, que conecta los agujeros negros distantes.
Los agujeros negros también tienen vida. Los físicos ahora creen que los agujeros negros en realidad irradian pequeñas cantidades de partículas de fotones principalmente y, por lo tanto, pueden perder masa, encogerse y finalmente desaparecer con el tiempo. Este proceso de evaporación no verificado se conoce como “Radiación de Hawking”, después del profesor Stephen Hawking, quien teorizó su existencia en 1974. Sin embargo, es un proceso asombrosamente lento y solo los agujeros negros más pequeños habrían tenido tiempo de evaporarse significativamente durante los 14 mil millones de años. El universo ha existido.
Está bien observar un agujero negro desde una distancia segura, lejos de su horizonte de eventos. Esta zona es el punto de no retorno, cuando estás demasiado cerca para tener alguna esperanza de rescate. Pero puedes observar con seguridad el agujero negro desde fuera de esta arena. Esto significa que los agujeros negros no se tragan todo en el Universo, como los medios lo retratan a veces.
De todas las rarezas sobre los agujeros negros, aquí hay una que encabeza la lista .
Como es de esperar, el horizonte de eventos de un agujero negro se hace más grande a medida que la masa se hace más grande. Eso es porque si agrega masa, la gravedad se vuelve más fuerte, lo que significa que el horizonte de eventos crecerá. El volumen de una esfera depende del cubo del radio. Duplica el radio y el volumen aumenta 2 x 2 x 2 = 8 veces. Haga el radio de una esfera 10 veces más grande y el volumen aumentará en un factor de 10 x 10 x 10 = 1000.
Ahora imagine que tiene dos esferas de arcilla que son del mismo tamaño. Agrúpalos juntos. Es la esfera resultante no es el doble de grande. Has duplicado la masa, pero el radio solo aumenta un poco. Debido a que el volumen va según el radio en cubos, para duplicar el radio de su bola de arcilla, necesitaría agrupar ocho de ellos. Pero no es lo mismo con los agujeros negros. Duplica la masa, duplica el tamaño del horizonte de eventos. ¿No es esto raro? La densidad es la cantidad de masa que se empaqueta en un volumen dado. Mantenga el tamaño igual y agregue masa, y la densidad aumenta. Aumenta el volumen, pero mantén la masa igual y la densidad disminuye.
Si dos agujeros negros idénticos se fusionan, el tamaño del horizonte de eventos se duplica y la masa también se duplica. ¡Pero el volumen ha subido ocho veces! Sabemos que la densidad disminuye a medida que aumenta el volumen. Por lo tanto, la densidad del agujero negro resultante en realidad disminuye, y es 1/4 de lo que era cuando comenzó. (dos veces la masa y ocho veces el volumen le da 1/4 de la densidad) . En otras palabras, si seguimos haciendo eso, la densidad sigue disminuyendo.
Un agujero negro regular, es decir, uno con tres veces la masa del Sol, tiene un radio de horizonte de eventos de aproximadamente 9 km. Eso significa que tiene una densidad enorme, aproximadamente dos billones de gramos por cm cúbico (2 x 10 ^ 15). Pero duplica la masa y la densidad cae en un factor de cuatro. Ponga 10 veces la masa y la densidad cae en un factor de 100. Un billón de agujeros negros de masa solar (grande, pero los vemos así de grande en los centros de galaxias) reduciría esa densidad en un factor de 1 x 10 ^ 18. Eso le daría una densidad de aproximadamente 1/1000 de un gramo por cc … ¡y esa es la densidad de nuestro aire atmosférico!
Un agujero negro de mil millones de masas solares tendría un horizonte de sucesos de 3 mil millones de kilómetros de radio, aproximadamente la distancia de Neptuno al Sol. En otras palabras, si el sistema solar estuviera lleno de aire, ¡sería un agujero negro!
Por último, pero no menos importante: a pesar de todo lo que he señalado anteriormente, Stephen Hawking, el reconocido físico, dice que los agujeros negros no salen, como pensamos. Él dice que los agujeros negros no tienen “horizontes de eventos” más allá de los cuales no hay retorno, provocando un replanteamiento de uno de los objetos más misteriosos del espacio. ¡Estoy esperando ver qué dice la comunidad científica sobre esto!
Lea el artículo de National Geographic aquí .
