Durante mucho tiempo, parecía que misteriosos agujeros negros existían exclusivamente en las mentes de los físicos teóricos. Ahora, gracias a los logros de la ciencia moderna, ha quedado claro: realmente existen. El 14 de septiembre de 2015, las ondas gravitacionales oscilaron por primera vez en el espacio-tiempo en los detectores LIGO estadounidenses. La prueba de las ondas del espacio-tiempo predichas por Albert Einstein (1879-1955) 100 años antes es al mismo tiempo una prueba experimental de la existencia física de los agujeros negros.
La primera señal medida GW150914 surgió de dos agujeros negros con 36 y 29 masas solares, que una vez se rodearon entre sí en forma de un sistema estelar binario, hasta que finalmente se fusionaron en un objeto de 62 masas solares.
Unos meses después, los investigadores registraron ondas gravitacionales de la fuente GW151226 de un sistema similar. Estos eventos conmocionaron tremendamente la estructura del espacio-tiempo. Y de una manera impresionante confirmaron la existencia de este monstruo cósmico desconocido.
Pero, ¿qué sabe el hombre común sobre los agujeros negros? Solo algunos hechos aprendidos en las clases de astronomía de la escuela. Tratemos de compensar esta brecha de conocimiento. Presentamos los 10 datos más interesantes sobre los agujeros negros en el espacio.
10. Puede ser infinitamente grande
Los agujeros negros de gran tamaño pueden alcanzar de 105 a 1010 masas solares. Todavía no está claro cómo surgieron y se desarrollaron. Los investigadores sugieren que hay un agujero negro supermasivo en casi todos los centros de la galaxia.
El agujero negro, que se encuentra en el centro de la Vía Láctea, también pertenece a esta categoría con 3,6 millones de masas solares. Si un agujero negro está rodeado por un disco giratorio de polvo de gas, entonces la materia puede calentarse y comenzar a brillar mucho. Tales fenómenos se llaman galaxias o cuásares de Seyfert.
9. Son apenas perceptibles
Los agujeros negros son difíciles de encontrar porque no emiten luz. Los rayos de luz que pasan se desvían de su órbita debido a la enorme fuerza de la gravedad. También hay agujeros negros que "duermen" y se activan solo cuando se acerca la materia.
Como los agujeros negros absorben toda la luz, como lo hacen muchos objetos espaciales brillantes en el cielo, los astrónomos no pueden determinarlos directamente. Pero hay algunas claves que muestran la presencia de un agujero negro.
Por un lado, la fuerte gravedad de un agujero negro atrae cualquier objeto circundante. Los astrónomos usan estos movimientos erráticos para inferir la presencia de un monstruo invisible que se esconde cerca.
O los objetos pueden girar en torno a un agujero negro, y los astrónomos pueden buscar estrellas que no parecen moverse en absoluto para encontrar un posible candidato para el título del agujero negro. Entonces, los astrónomos a fines de la década de 2000 identificaron a Sagitario A como un agujero negro.
8. Agujeros negros - aspiradoras gigantes
Algunos científicos llaman a los agujeros negros cúmulos gigantes de materia en un espacio muy pequeño. También reconocen que los agujeros negros actúan como una aspiradora espacial súper fuerte.
Atraen materia y luego la absorben sin piedad, como una planta carnívora en un respiradero profundo. También atrapan estrellas cuando caen en la zona de atracción de tal agujero negro. En este caso, la materia estelar gira alrededor de un agujero negro, se calienta y brilla intensamente antes de desaparecer en él.
En 2010, los investigadores observaron con un telescopio cómo un agujero negro gigante literalmente rasgó una estrella.
7. Tiempo de afecto
Según la teoría de la relatividad de Einstein, el tiempo para diferentes observadores procede de manera diferente. A velocidades cercanas a la velocidad de la luz, el tiempo fluye más lentamente para un cuerpo en movimiento. Es decir, la velocidad de la luz es un valor absoluto, que no es realista de lograr, y el tiempo siempre es relativo.
En un momento, Einstein concluyó que la gravedad aparece como resultado de la curvatura del espacio-tiempo. Llamó a tal regularidad la teoría general de la relatividad. En el espacio-tiempo curvo, todos los elementos se mueven a lo largo del camino más corto.
La teoría general de la relatividad sugiere que la velocidad del tiempo depende directamente del campo gravitacional.
Los agujeros negros tienen una masa tan grande que doblan el espacio-tiempo de tal manera que se produce una falla sin fondo.. Por lo tanto, una vez allí, volver ya no es realista.
6. Tira la materia al espacio
Los agujeros negros también son una especie de comedores omnívoros, que a menudo revelan su ubicación. Cuando atraen a las estrellas circundantes, sus poderosas fuerzas gravitacionales y magnéticas sobrecalientan el gas y el polvo incidentes, haciendo que irradien radiación. Parte de esta materia luminosa abarca un agujero negro en una región giratoria llamada disco de acreción.
Al mismo tiempo, la materia que comienza a caer en un agujero negro no permanece necesariamente allí. Los agujeros negros a veces pueden arrojar polvo de estrellas que caenconvirtiéndolo en una especie de poderosos eructos de radiación.
5. No embudos, sino esferas
En la mayoría de los libros de texto y manuales de astronomía, los agujeros negros se muestran como embudos. Esto se debe a que se muestran desde el punto de vista del pozo gravitacional. De hecho los agujeros negros se asemejan a una esfera en su forma.
4. ¿Por qué son negros?
A pesar de que el agujero negro no tiene importancia, tiene una superficie: el "horizonte de eventos". En cierto sentido, este es un limitador a través del cual nada puede penetrar hacia afuera, ni una señal de radio, ni siquiera partículas de luz que giran a grandes velocidades. De aquí vino la palabra "negro".
3. Las leyes de la física no se aplican en el centro.
Si un agujero negro gira, su horizonte de eventos se deforma ligeramente. Sin embargo, el espacio-tiempo de su entorno inmediato y la materia existente allí giran con él. Esta área de influencia del agujero negro se llama ergosfera y tiene la forma de un elipsoide. La materia, que una vez que ingresó desde afuera, no necesariamente se sumerge directamente en la trampa del espacio-tiempo, sino que primero gira con ella.
2. Ningún agujero negro es como los demás.
Los agujeros negros supermasivos predichos por la teoría general de la relatividad de Einstein pueden tener masas iguales a miles de millones de soles; estos monstruos espaciales probablemente se esconden en los centros de la mayoría de las galaxias.
La Vía Láctea contiene su agujero negro supermasivo en el centro, conocido como Sagitario A, que es más de cuatro millones de veces más masivo que nuestro Sol.
Los pequeños miembros de la familia del agujero negro siguen siendo teóricos. Estos pequeños remolinos de oscuridad podrían cobrar vida poco después de la formación del Universo como resultado de una gran explosión, hace unos 13.700 millones de años, y luego se evaporaron rápidamente.
Los astrónomos también sospechan que hay una clase de objetos en el Universo llamados agujeros negros de tamaño mediano, aunque la evidencia de su existencia aún es controvertida.
1. Abierto por John Wheeler
John Archibald Wheeler acuñó el término "agujero negro" en 1967. Antes de esto, el "padre" de la teoría de la relatividad Albert Einstein ya había tratado con los agujeros negros. En su opinión, los agujeros negros son lugares del espacio-tiempo que están tan fuertemente curvados que la luz no puede pasar sin ser absorbida.
En 1982, se descubrió el primer Gran Agujero fuera de nuestra galaxia en la Gran Nube de Magallanes, a una distancia de aproximadamente 150,000 años luz.