Los agujeros negros son uno de los asuntos que más despierta curiosidad en el mundo de la ciencia. Tales agujeros se observan en telescopios y siempre han despertado al máximo la curiosidad de los astrofísicos. Lo cierto es que pocas veces se ha podido tener una visión completa de estos agujeros negros. Empero, recientemente se ha publicado una foto de un agujero negro que ha acicateado la inquietud de gran cantidad de personas.
La fotografía antes aludida ha sido divulgada por la red de observatorios que lleva el nombre de: “Telescopio horizonte de sucesos”. Se trata de una imagen que revela muchas cosas, a la vez que también sirve como prueba de la famosa teoría de la relatividad, la cual es mencionada por Albert Einstein en 1915.
La aparición de esta fotografía ha reavivado el viejo debate sobre los agujeros negros. De hecho, tanto científicos de la NASA como de Rusia se han pronunciado al respecto. Muchas opiniones van y vienen. Por ello, hemos compilado en este post información importante respecto a los llamados agujeros negros. Esperamos que se trate de datos que pueden complacer la necesidad de conocimientos de nuestros lectores. Sin más que agregar, invitamos a repasar los párrafos que presentamos a continuación.
¿Qué es un agujero negro?
Esta es la pregunta clave, misma que muchos se han esmerado en responder de la mejor manera. Mucho se ha especulado al respecto. No obstante, se considera que un agujero negro es una región del espacio muy densa. Su grado de densidad es tan elevado que es capaz de generar un campo gravitatorio muy poderoso. De hecho, en las inmediaciones de un agujero negro ninguna partícula de materia puede escapar. Incluso, se ha observado que estos agujeros son capaces hasta de atrapar la luz en su enorme fuerza gravitatoria.
La gravedad es tan poderosa en estos agujeros que generan una singularidad. Este concepto es importante para poder entender la relevancia de estas formaciones espaciales. Por ello, antes de proseguir con la temática de este texto debemos hacer algunas aclaratorias sobre la idea de singularidad.
¿Qué es la singularidad?
Se trata de una idea derivada de la teoría de la relatividad de Albert Einstein. Se considera que existe una singularidad gravitacional, o de tipo espacio-temporal, cuando hay una zona del espacio-tiempo donde es imposible definir magnitudes física propias de los campos gravitatorios
Cuando las singularidades son de tipo temporal, puede ocurrir que una partícula o materia deje de existir durante un instante de tiempo. Dicho en otras palabras, una singularidad es un punto del universo donde la gravedad es tan fuerte que las leyes de la física y del tiempo dejan de cumplirse. Es por ello que algo puede “dejar de existir” para luego reaparecer.
Por otra parte, en ocasiones la fuerza gravitacional es tan fuerte que el espacio-tiempo en su derredor tiende desaparecer. Esta suerte de vacío, donde no existe nada (ni espacio, ni tiempo, ninguna ley física) es lo que se llama un horizonte de eventos. Gracias a los horizontes de eventos, ocurre que los agujeros negros son visibles. Es decir, no vemos directamente a los agujeros negros sino el vacío espacio-temporal en su derredor.
¿Qué es el horizonte de eventos?
Es importante tener en claro el significado del horizonte de eventos. ¿Qué es? ¿En qué consiste? ¿Cuáles son sus implicaciones? Se trata de una hipersuperficie, una frontera del espacio-tiempo. Los sucesos que ocurren dentro de ese horizonte no pueden ser percibidos fuera del mismo. En cambio, desde el interior de dicho horizonte se percibe toda la realidad exterior.
Se asume que todo agujero negro está rodeado por un horizonte de eventos, que no es otra cosa una ausencia o límite del espacio-tiempo. Por ello, no podemos saber lo que ocurre en el agujero negro. Se trata de una consecuencia de la fuerte gravedad de dicho ámbito, misma que genera fuertes distorsiones en las leyes de la física.
Tipos de agujeros negros
No todos los agujeros negros son iguales. Por ello, ha sido necesario crear categorías para estudiarlos. En dado caso, una de las primeras maneras de clasificarlos es teniendo en cuenta la masa de los mismos. Es por eso que en la literatura acerca de este tema se plantean las siguientes categorías:
- Los agujeros negros supermasivos: tienen la masa más grande, equivalente a millones de veces la del Sol. Se considera que aparecen en el centro de la mayor parte de las galaxias.
- Los agujeros negros intermedios: la masa de estos agujeros tiene un nivel entre 100 a un millón de veces la del sol.
- Los agujeros negros estelares: se forman a partir de una estrella con un rango equivalente entre 30 o 70 veces la masa del sol. Cuando esta estrella se convierte en supernova, entonces implosiona. Tienen un núcleo muy pequeño, mismo que cada vez se reduce más.
- Los micro agujeros negros: estos agujeros son hipotéticos. No han podido observarse, pero las leyes de la relatividad indican su existencia. Una de sus características es que dura muy poco tiempo. Quizás, por ello no han podido observarse. Sería la explicación de ciertas masas espaciales que desaparecen sin mayores explicaciones.
Es importante tener en cuenta la variedad de agujeros negros que existen. Entre otras cosas, sucede que el origen de estos agujeros varía de acuerdo a su tipo. Sobre la manera en que estos fenómenos acontecen, queremos hacer algunas indicaciones en los párrafos siguientes. Es importante que nuestros lectores repasen esta información, ya que de esa manera pueden tener una nación más clara acerca del origen de estos extraños puntos donde la gravedad tiene una fuerza muy intensa.
¿Cómo se forman los agujeros negros?
El origen de estos agujeros es variable. Cada tipo de agujero, parece tener una causa que lo desencadena. Es por eso que nos molestamos en hacer la categorización presentada en la sección previa de este post.
Por ejemplo, se cree que los agujeros negros de tipo supermasivos se originan junto a las galaxias. Es por ello que se pueden apreciar en el centro de la misma. En cambio, tanto los agujeros negros de tipo supermasivos y los estelares ocurren cuando implosiona una estrella supernova. Por lo tanto, son el resultado de la propia dinámica del espacio y el tiempo estelar. Todas las estrellas, con el paso del tiempo, están destinadas a convertirse en agujeros de este tipo. No obstante, se trata de un proceso que tarda gran cantidad de millones de años.
Finalmente, se considera que los agujeros más pequeños son el resultado de la propia formación del universo. Es decir, son recibidos del estallido del llamado big bang. Igualmente, pueden ocurrir por diversas colisiones fue entre objetos estelares. Así como por ciertos cambios en el espacio y tiempo del universo, mismos que no son sencillos de definir. En dado caso, se sabe que la ley de la relatividad predice la aparición de ciertos agujeros negros de manera espontánea en sitios imprevistos de la galaxia.
Los agujeros negros y la teoría de la relatividad
Esta tarea formulada por Albert Einstein es uno de los pilares para comprender la existencia de estos agujeros. Lo interesante es que las ideas plasmadas en esta teoría física, afectan y predicen la existencia de los agujeros negros. Básicamente, esta teoría sostiene que el espacio y el tiempo son relativos. Lo más interesante es que el factor tiempo, que si consideraba constante en todas las teorías físicas, empieza a ser una variable.
Otra de las características de esta teoría es que la luz no escapa los efectos de la gravedad. De hecho, se sabe que en los agujeros negros de luces atraída por la intensa gravedad de lo mismo. Se trata de una de las mejores muestras de que la teoría de Einstein es cierta a nivel espacial.
Lo cierto es que esta ley de la relatividad sostiene que una masa muy densa y grande puede curvar el espacio-tiempo. Esto es justamente lo que sucede en derredor de los agujeros negros. Además, la gravedad es tan intensa que las leyes de la física se desbocan, pierden su lógica, y la masa puede comprimir se de una manera tan fuerte que incluso puede llegar a tener una densidad similar a la del agujero negro.
Otro factor a tener en cuenta es el tiempo. Quien observa un agujero negro la distancia, tiene la percepción de que el tiempo transcurre muy lentamente. De hecho, por un momento determinado podría hasta quedarse el tiempo estacionado en un momento específico. Sin embargo, esta una percepción que se tiene desde muchos kilómetros de lejanía.
En cambio, dentro del agujero negro el tiempo transcurre de una manera convencional. Esta es una de las cuestiones importantes de la teoría de la relatividad: el tiempo transcurre de manera distinta en sitios diferentes. No es una constante.
El tema de los agujeros negros es un debate interesante desde el punto de vista científico. En dado caso, esforzarse en comprenderlos permite dilucidar aspectos sobre el origen y evolución del universo. Es por ello que fascinan tanto a los astrofísicos y a las personas en general.