¡A una lección de historia de física!
“El agujero negro”, como término o idea, se desarrolló como una idea teórica justo después de que Einstein lanzó su teoría de la relatividad general de 1915.
Muchas palabras grandes en esa oración. Comencemos dando un resumen rápido de la frase en cursiva. La teoría de la relatividad general de Einstein es una teoría en física que muestra cómo el espacio y el tiempo reaccionan y se transforman bajo la influencia de la masa y la energía. Es la teoría que dio lugar a muchas frases populares con un anillo de Star Trek ky como “continuo espacio-tiempo”. También es la teoría que hace muchas declaraciones sobre la naturaleza de la velocidad de la luz.
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Una de las cosas predichas por la relatividad es que es imposible acelerar más allá de la velocidad de la luz. Podemos acercarnos inmensamente cerca, pero nunca podremos alcanzarlo ni cruzarlo. El más rápido que hemos logrado acelerar una partícula fue el 99.9999999988% de la velocidad de la luz. ¿Cuál es la velocidad más rápida observada de un electrón en un experimento y cuál era la masa relativa de ese electrón?
La razón por la que esto es tan relevante para la teoría de los agujeros negros es porque la naturaleza de los agujeros negros está estrechamente relacionada con otra frase elegante llamada velocidad de escape . La velocidad de escape es la velocidad que uno necesita para liberarse completamente de toda atracción gravitacional.
En la superficie de la Tierra, la velocidad de escape es de aproximadamente 11.2 km / s. Eso significa que si me dieras, sentado en mi escritorio en este momento, con un valor de velocidad de 11,2 km / s, tendría la energía suficiente para despegar en el aire, volar más allá de la luna y lejos de la atracción gravitacional de la Tierra.
Mencioné anteriormente que los agujeros negros comenzaron como una idea teórica. Más precisamente, se pensaron los agujeros negros justo después de que Karl Schwarzschild se familiarizara con la relatividad en 1916. Se hizo una pregunta muy simple: ¿qué pasaría si la velocidad de escape de un cuerpo estelar fuera mayor que la velocidad de la luz?
Hizo los cálculos necesarios y descubrió que la teoría de Einstein sí permitía la existencia de tales cuerpos hipermasivos. Era posible que existiera un cuerpo que era tan denso que para escapar de él, tendrías que ir más rápido que la luz.
En otras palabras, este cuerpo hipotético sería tan denso que la luz, así como todo lo que los humanos hayan observado, quedarían atrapados para siempre. No habría escapatoria. En la década de 1960, una periodista llamada Ann Ewing utilizó por primera vez la palabra “agujero negro” para describirla.
Este descubrimiento teórico del Sr. Schwarzschild comenzó un interés en los agujeros negros que hasta ahora ha durado 101 años. Por lo tanto, llamaría al señor Schwarzschild el “inventor” del agujero negro.
En cuanto a un verdadero “descubrimiento” de agujeros negros: todavía no hemos observado uno. Los agujeros negros son, por su propia naturaleza, muy pequeños (probablemente del tamaño de la Tierra) y, como su nombre indica, son un poco negros . Encontrar un cuerpo negro en la negrura general del espacio da esperanzas sombrías de observar uno con un telescopio normal. Además, la radiación que emiten teóricamente, llamada radiación de Hawking , no es lo suficientemente fuerte como para ser detectada.
Sin embargo, eso no significa que no tengamos datos experimentales que sugieran la existencia de agujeros negros. Hemos observado muchos sistemas estelares cuyo movimiento puede explicarse mejor por la existencia de un agujero negro. Además, parece haber un agujero negro en el centro de nuestra galaxia.
Pero la mejor evidencia de la existencia de agujeros negros fue dada en febrero de 2016. Estuve en un pequeño evento de física no relacionado en el día específico, y recuerdo la emoción que sintió toda la sala. Un complejo instrumento láser llamado LIGO había detectado algo llamado “onda gravitacional”. Estas ondas se desprenden cuando dos agujeros negros chocan y se fusionan. Como actualmente no conocemos ningún fenómeno teórico que produzca ondas gravitacionales tan extremas, solo podemos concluir que LIGO realmente detectó dos agujeros negros que se encuentran. Unos meses después, LIGO hizo su segunda detección.
Si Karl Schwarzschild inventó el agujero negro, LIGO lo descubrió.
