Escuche las palabras 'agujero negro' y puede pensar en un vórtice giratorio, absorbiendo todo en sus fauces como su tío en un buffet de bodas. Puede imaginarse una estrella atraída hacia ella como un espagueti, aleteando alrededor del vacío hasta que desaparece. La realidad no es tan simple ni tan deliciosa. Aquí está nuestro manual.
¿Qué es un agujero negro?
Los agujeros negros han confundido a los físicos durante siglos, pero una descripción simple sería un área en el espacio-tiempo que tiene una gravedad tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de su atracción.
Una de las primeras cosas que hay que entender sobre los agujeros negros es que no son espacios vacíos, sino materia compactada en un área muy pequeña. Un agujero negro puede tener la masa de 20 estrellas, por ejemplo, pero solo del tamaño del centro de Londres. Esa densidad hace cosas extrañas a las leyes del tiempo y el espacio, una de ellas es la aparición de una barrera teórica llamada horizonte de sucesos.
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En la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, el horizonte de sucesos es un punto sin retorno. A medida que un objeto se acerca al horizonte de sucesos, más y más caminos seguidos por sus partículas se desvían hacia el agujero negro. Una vez que se ha roto el horizonte de eventos, la deformación del espacio-tiempo se vuelve tan grande que no hay forma de que las partículas se muevan hacia afuera.
Este es el punto donde el agujero se vuelve negro, cuando la luz no puede escapar de ser empujada hacia adelante, hacia adelante, hacia una singularidad gravitacional; un punto donde el espacio-tiempo se ha vuelto tan distorsionado, su curvatura es infinita. Aquí, todas las leyes de la física, tal como las entendemos, se tiran por la ventana. Nadie sabe realmente qué sucede en la singularidad.
¿Qué tan grandes son los agujeros negros?
Hay cuatro clases de agujeros negros, aunque dos de ellos son hipotéticos. En el extremo superior del espectro se encuentran los agujeros negros supermasivos, que se cree que residen en el centro de la mayoría de las galaxias. Se cree que la de nuestra propia Vía Láctea, conocida como Sagitario A *, tiene la masa de 4 millones de soles con un horizonte de sucesos que se extiende a 44 millones de kilómetros.
En el extremo inferior del espectro está el microagujero negro, que podría ser tan pequeño como un solo átomo, aunque todavía tenemos que medir uno de este tamaño. Entre estos dos se encuentran hipotéticos agujeros negros de masa intermedia y agujeros negros estelares, creados por el colapso de estrellas con aproximadamente tres veces o más la masa de nuestro sol.
(Impresión del artista del agujero negro estelarCygnus X-1. Crédito:NASA / CXC / M.Weiss)
Otra posible categoría intrigante es el agujero negro primordial, propuesto por primera vez por Stephen Hawking en 1971. Estos hipotéticos agujeros negros podrían haberse formado durante el nacimiento del universo, antes de que existieran las estrellas, y pueden contener explicaciones cruciales para la existencia de materia oscura. .
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Los esfuerzos para encontrarlos hasta ahora han fracasado, aunque esto podría cambiar gracias a la asociación Ligo-Virgo y su detección de ondas gravitacionales. Ser capaz de detectar ondas en el tejido del espacio-tiempo podría allanar el camino para futuras investigaciones, mirando hacia atrás en el tiempo para las fusiones de agujeros negros que son anteriores a las estrellas.
¿Qué me pasaría si cayera en un agujero negro?
Si tuviste la mala suerte de encontrarte siendo absorbido por un agujero negro (mis condolencias), te sucederán algunas cosas extrañas, y algunas cosas aún más extrañas le sucederán a alguien que te observe desde una distancia segura.
Lo que sucede cuando un objeto traspasa el horizonte de eventos no es fácilmente comprensible, y eso se debe a que este es el punto en el que dos modelos diferentes de física, la mecánica cuántica y la relatividad general, se contradicen entre sí.
Hay una excelente descripción de este cuadrúm, llamado la paradoja de la información del agujero negro, por Amanda Gefter por elBBC . La esencia es la siguiente: para alguien que te observe traspasar el horizonte de sucesos, la distorsión del espacio, la desaceleración del tiempo y el calor de la radiación de Hawking lo borrará lentamente, algo que también, por cierto, eventualmente disipará la calabozo.
Entonces estás muerto, ¿verdad? No exactamente. De acuerdo con la relatividad general, en realidad atravesarías el horizonte de eventos, sin notar los efectos de la gravedad porque estarías en caída libre (algo que Einstein llamó su pensamiento más feliz ), cayendo hacia la singularidad.
Pero, ¿cómo puedes viajar por el espacio y convertirte en nítido al mismo tiempo? Este dilema ocurre porque la física cuántica dice que la información no se puede perder y, por lo tanto, su cuerpo debe permanecer fuera del horizonte. Sin embargo, si no cruza el horizonte de eventos, violará las leyes de la relatividad general. Los científicos han postulado una serie de soluciones para reconciliar estas leyes de la naturaleza en conflicto, pero la paradoja es un signo de interrogación constante en el corazón de la física.
Entonces, cuando se trata de agujeros negros, no es solo la luz la que no puede escapar, sino también el cerebro de generaciones de pensadores.
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Crédito de la imagen principal: Wikimedia Commons
