No hay nada más misterioso en el universo como un agujero negro, sus características imponen un inusual respeto. Los agujeros negros han capturado la imaginación del público. Si caemos en su radio de gravedad, nada podemos hacer, entramos en un punto de no retorno y es imposible salir, solo nos queda ser tragados en su interior. ¿Qué puede pasar allí? Una gran incógnita y miles de posibilidades.

¿Que son los agujeros negros? 

Un agujero negro es el resultado de la explosión de una enorme estrella, una gigante roja, por lo menos diez veces más grande que nuestro sol, es la última etapa de la evolución de una estrella antes de morir, entendiéndose por muerte la extinción total de su energía, tras varios miles de millones de años de vida. Muchas de ellas pueden terminar como enanas blancas  o estrellas de neutrones. En el caso de estrellas gigantes, una vez alcanzada su etapa final de vida, se produce el estallido y pasa a transformarse en una supernova, dispersando gran cantidad de materia al espacio.

Los agujeros negros son los restos fríos de antiguas estrellas, con un grado de densidad tal que no pueden escapar de ella absolutamente ninguna partícula. Su fuerza gravitatoria es tan potente que ni siquiera su propia luz puede escapar y atraen toda clase de materia hacia ellos, incluso la energía.

Los científicos descubrieron agujeros negros errantes que viajan por el universo, si alguno pasara cerca de nuestro sistema solar o de nuestro planeta, corremos el riesgo se ser tragados por él.  Al entra en su campo de acción, se alcanza un punto de no retorno (el horizonte de sucesos), un punto del cual es imposible salir, a no ser que se mueva a una velocidad superior a la de la luz.

Cuando una estrella está en una etapa juvenil, la fusión nuclear, (cuando dos átomos de Hidrogeno se unen para formar un átomo de Helio), crea la energía que produce una presión exterior constante y que se encuentra en equilibrio con  la fuerza gravitatoria interior que genera la propia masa de la estrella. Una estrella conserva su tamaño normal gracias al equilibrio entre una alta temperatura central, que tiende a expandir la sustancia estelar, y la gigantesca atracción gravitatoria, que tiende a contraerla. Si la temperatura interna descendiera, es la gravitación quien toma protagonismo. La estrella comienza a contraerse y a lo largo de ese proceso la estructura atómica del interior se desintegra. Los electrones en órbita se acercan cada vez más al núcleo atómico y acaban fusionándose con los protones, formando los neutrones. En lugar de átomos tendremos electrones, protones y neutrones sueltos. Las partículas de neutrones implosionan, aplastándose más, logrando como resultado un agujero negro, que es una región del espacio-tiempo limitada por el llamado horizonte de sucesos. La estrella sigue contrayéndose hasta el momento en que la repulsión mutua de los electrones contrarresta cualquier otra contracción. Tendríamos ahora  una «enana blanca».

Una vez consumido todo su hidrogeno y transformado en helio, no hay una fuerza que contrarreste a la gravedad y termina replegándose sobre sí misma.  Sin una fuerza que se oponga a la gravedad, el naciente agujero negro se encogería hasta un volumen cero, infinitamente denso, del cual no puede escapar ni su propia luz, (que al tener naturaleza dual, corpuscular y ondular), es incapaz de escapar a su inmensa fuerza gravitatoria, generando un cuerpo oscuro. En 1915, Einstein desarrolló la relatividad general y demostró que la luz era influida por la interacción gravitatoria.

La atracción gravitatoria se puede hacer tan fuerte para ser contrarrestada por la repulsión electrónica que la estrella se contrae nuevamente, haciendo que los electrones y protones se combinen para formar neutrones. La estructura neutrónica contrarresta entonces cualquier ulterior contracción y se forma una «estrella de neutrones». Incluso, la gravitación puede superar la resistencia de la estructura neutrónica. En ese caso ya no hay nada que pueda oponerse al colapso. La estrella puede contraerse hasta un volumen cero y la gravedad superficial aumentar hacia el infinito. A lo largo del proceso de colapso de la estrella de neutrones llega un momento en que la luz que emana de la superficie pierde toda su energía y no puede escapar.

 

Estos cuerpos son tan pequeños y distantes que no pueden ser observados de manera directa. Un agujero negro con una masa igual a la del sol tendría un radio de unos tres kilómetros. Los científicos han confirmado las sospechas de su existencia. Esto se realiza normalmente midiendo la masa de una región del espacio y buscando zonas con una gran masa oscura.

La gravedad de un agujero negro, o «curvatura del espacio-tiempo», provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, conocida como el “horizonte de sucesos”. Esto es previsto por las ecuaciones de la teoría general de la relatividad de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones (la luz). Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros y de las ondas gravitacionales; las cuales se descubrieron el 11 de febrero de 2016, mientras estudiaban la fusión de dos agujeros negros Las observaciones demostraron la existencia de un sistema binario de agujeros negros de masa estelar y la primera observación de una fusión de un agujero negro binario. Anteriormente, la existencia de agujeros negros estaba apoyada en observaciones astronómicas de forma indirecta, a través de la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas.

Hasta hoy es imposible describir lo que puede acontecer dentro de un agujero negro; sólo se puede imaginar, suponer y observar sus efectos sobre la materia y la energía en las zonas externas y cercanas al horizonte de sucesos.

La aparente capacidad para disminuir la entropía del Universo es uno de los efectos más polémicos que implica la existencia de un agujero negro, ya que violaría los fundamentos de la termodinámica, pues toda materia y energía electromagnética que atraviese el horizonte de sucesos, tienen asociados un nivel de entropía. Stephen Hawking propone que la única forma de que no aumente la entropía sería que la información de todo lo que atraviese el horizonte de sucesos siga existiendo de alguna manera. Según Stephen Hawking, en los agujeros negros esta implícito el segundo principio de la termodinámica, lo que dio lugar a especulaciones sobre viajes en el espacio-tiempo y los llamados “agujeros de gusano”. Todo se encuentra bajo revisión; Hawking se retractó de su teoría inicial y admitió que la entropía de la materia se conserva en el interior de un agujero negro.

Se especula con muchas teorías en torno a los agujeros negros y se tejen hipótesis como las de los “agujeros de gusano”, verdaderos túneles que permitirían hacer viajes a través del espacio y el tiempo. Todo en un contexto teórico, sin pruebas reales de su existencia, del cual se especulan diversas teorías como las que afirman que se puede entrar y salir de un agujero negro, pero al salir entraríamos en “otro” universo, regresar al pasado y no falta quien dice que saldríamos con el corazón del lado derecho. En fin, es un universo de posibilidades propios de un cuento de ciencia ficción más que de realidad.

Los agujeros de gusano son algo puramente hipotético. Se los describe como una topología hipotética del espacio-tiempo en física, una suerte de atajo o un puente que conecta dos puntos del espacio-tiempo. Además permitirían viajes a través del mismo a una velocidad mayor que la de la luz.

También conocidos como  puentes de Einstein-Rosen, en el contexto de análisis matemáticos y ecuaciones de la relatividad general, los puentes de Einstein-Rosen han sido un elemento clásico en la literatura y el cine de ciencia ficción,

El gran Stephen Hawking dijo: “Si sientes que estás atrapado en un agujero negro, no te rindas. Hay una salida”, y sugirió que los objetos pueden caer a través de los agujeros negros a un universo alternativo.

¿Miedo a los agujeros negros?

Hawking afirmaba que en lugar de destruir todo lo que se les acerca, no deberíamos tener tanto miedo a los agujeros negros, pues se puede salir de ellos, dijo en un artículo publicado en la revista Physical Review Letters, junto a sus colegas Andrew Strominger, profesor de física en la Universidad de Harvard (EE. UU.), y Malcolm Perry, profesor de física teórica en la Universidad de Cambridge (Inglaterra). Decía que “la información sobre el objeto debe ser preservada, incluso si el objeto en sí es completamente absorbido”. El universo mantiene una especie de registro de lo que contiene, incluso si algunos objetos caen en un agujero negro y se destruyen. Se pensaba hasta ahora que toda  la información se perdía dentro del agujero junto con los objetos mismos. Concluye que la información se almacena en el límite, lo que conocemos como horizonte de sucesos del agujero, por lo que no vuelve a salir del ‘pozo’, sino que se aleja de su parte más aterradora. Esa salida a la que se refiere Hawking no llevaría a las personas a su lugar de origen. En cambio, reaparecerían, en otro lugar, tal vez incluso en un universo alternativo, podría tener un pasaje a otro universo. Si es posible destruir información, entonces es posible especular que el pasado podría no existir en absoluto; los agujeros negros podrían eliminar partes del pasado.

Pero todo eso, aunque lo haya dicho Hawking,  entra en un terreno puramente teórico y especulativo, cuya demostración es prácticamente imposible.

En el centro de algunas galaxias, incluida la nuestra, existen agujeros negros súpermasivos. Estos cuerpos tienen una masa superior a miles de millones de soles. Acumulan cantidades de materia ilimitadas, convirtiéndose en cuerpos aún más densos  a medida que aumenta su masa.

Últimos Descubrimientos

Investigaciones de la UCLA, demostraron en 1955, por medio de simulación por ordenadores la posible existencia de agujeros negros súpermasivos en el núcleo de las galaxias. Mediante mediciones ópticas se verifico que ocurría una deformación óptica de los rayos que provenían desde el centro de nuestra galaxia, y se dedujo que la deformación se debía a un invisible agujero negro súpermasivo alojado en el centro de la Vía Láctea.  Luego en los años 2007 y 2008 se hicieron una serie de experimentos de interferometría a partir de medidas de radiotelescopios para medir el tamaño del agujero negro súpermasivo en el centro de nuestra galaxia, obteniéndose como resultado que el agujero negro tiene una masa 4.5 millones de veces mayor que la del Sol y una distancia de 26 000 años luz (unos 255 000 billones de km respecto de la Tierra).​ Dicho agujero negro  se cree que es poco activo pero que emite enormes cantidades de radiación.

 

Los agujeros negros se encuentran tan lejanos que llegar a visitarlos, y comprobar lo que realmente sucede allí y volver para contarlo, es prácticamente imposible. Por lo tanto dejemos que conserven ese halo de indevelable misterio.


admin

Soy licenciado en Ciencias Geológicas, egresado de la Universidad de Buenos Aires (UBA), Argentina y Máster en Ciencias Hidricas. Trabaje en exploración de hidrocarburos durante 18 años. Actualmente me desempeño como consultor en Medio Ambiente e Hidrologia.

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