Cómo se forman los agujeros negros
Alucinante(Crédito de la imagen: Shutterstock)¿Hay algo más extraño en el universo que los agujeros negros? Estas extrañas monstruosidades gravitatorias no sólo deforman el espacio y el tiempo, sino que el mero hecho de pensar en ellas también estira y dobla la imaginación de la gente. Y además de todas las cualidades alucinantes de las que puede haber oído hablar -su masa prodigiosa, su tamaño increíblemente pequeño-, los agujeros negros tienen un montón de propiedades aún más extravagantes que son menos conocidas. Echamos un vistazo a algunas de las características y posibilidades teóricas más asombrosas de estas rarezas cósmicas.Los agujeros negros podrían tener pelo(Crédito de la imagen: ESO/L. Calçada)En la década de 1960, el físico John Wheeler sugirió que los agujeros negros “no tienen pelo”, lo que significa que cada objeto cósmico particular sólo podría distinguirse de sus hermanos por su espín, momento angular y masa. Cualquier otra información diferenciadora sobre un agujero negro se considera “pelo”, y se cree que desaparece tras el impenetrable horizonte de sucesos de un agujero negro, un límite alrededor del agujero negro más allá del cual nada, incluida la luz, puede escapar.
Imagen de un agujero negro
La idea de un objeto en el espacio tan masivo y denso que la luz no puede escapar de él existe desde hace siglos. Los agujeros negros fueron predichos por la teoría de la relatividad general de Einstein, que demostró que cuando una estrella masiva muere, deja tras de sí un pequeño y denso núcleo remanente. Si la masa del núcleo es tres veces superior a la del Sol, la fuerza de la gravedad se impone a todas las demás fuerzas y da lugar a un agujero negro.
Los científicos no pueden observar directamente los agujeros negros con telescopios que detectan rayos X, luz u otras formas de radiación electromagnética. Sin embargo, podemos inferir la presencia de agujeros negros y estudiarlos detectando su efecto sobre otra materia cercana. Si un agujero negro atraviesa una nube de materia interestelar, por ejemplo, atraerá materia hacia su interior en un proceso conocido como acreción. Un proceso similar puede ocurrir si una estrella normal pasa cerca de un agujero negro. En este caso, el agujero negro puede desgarrar la estrella al atraerla hacia sí. A medida que la materia atraída se acelera y calienta, emite rayos X que irradian hacia el espacio. Recientes descubrimientos ofrecen algunas pruebas tentadoras de que los agujeros negros ejercen una influencia espectacular en los vecindarios que los rodean: emiten potentes estallidos de rayos gamma, devoran estrellas cercanas y estimulan el crecimiento de nuevas estrellas en algunas zonas, mientras que lo detienen en otras.
Agujero negro estelar
Un agujero negro es una región del espaciotiempo en la que la gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz u otras ondas electromagnéticas, tiene energía suficiente para escapar de su horizonte de sucesos[2]. La teoría de la relatividad general predice que una masa suficientemente compacta puede deformar el espaciotiempo hasta formar un agujero negro[3][4]. El límite sin escapatoria se denomina horizonte de sucesos. Aunque tiene un gran efecto sobre el destino y las circunstancias de un objeto que lo cruza, no tiene características localmente detectables según la relatividad general.[5] En muchos sentidos, un agujero negro actúa como un cuerpo negro ideal, ya que no refleja luz.[6][7] Además, la teoría cuántica de campos en el espaciotiempo curvo predice que los horizontes de sucesos emiten radiación Hawking, con el mismo espectro que un cuerpo negro de una temperatura inversamente proporcional a su masa. Esta temperatura es del orden de milmillonésimas de kelvin para los agujeros negros estelares, lo que hace esencialmente imposible observarla directamente.
John Michell y Pierre-Simon Laplace consideraron por primera vez en el siglo XVIII los objetos cuyos campos gravitatorios son demasiado fuertes para que la luz pueda escapar[8]. En 1916, Karl Schwarzschild encontró la primera solución moderna de la relatividad general que caracterizaría a un agujero negro. David Finkelstein, en 1958, publicó por primera vez la interpretación de “agujero negro” como una región del espacio de la que nada puede escapar. Los agujeros negros se consideraron durante mucho tiempo una curiosidad matemática; no fue hasta la década de 1960 cuando los trabajos teóricos demostraron que eran una predicción genérica de la relatividad general. El descubrimiento de las estrellas de neutrones por Jocelyn Bell Burnell en 1967 despertó el interés por los objetos compactos colapsados gravitatoriamente como una posible realidad astrofísica. El primer agujero negro conocido fue Cygnus X-1, identificado por varios investigadores de forma independiente en 1971[9][10].
Agujero negro Vía Láctea
Un agujero negro es un objeto extremadamente denso cuya gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de él. Todo objeto en el espacio tiene una “velocidad de escape”: la velocidad mínima a la que algo debe moverse para escapar del campo gravitatorio del objeto. En la superficie de la Tierra, la velocidad de escape es de unos 11 kilómetros por segundo, lo que significa que cualquier cosa que salga de nuestro planeta debe viajar más rápido que esto para liberarse de la atracción gravitatoria de la Tierra.Esto puede sonar rápido, pero la velocidad de escape de la Tierra palidece en comparación con la de un agujero negro típico. El campo gravitatorio de un agujero negro es tan fuerte que su velocidad de escape es mayor que la velocidad de la luz. Esto significa que ni siquiera la luz puede escapar (lo que los hace “invisibles”, de ahí el nombre de agujero “negro”).