Los agujeros negros dan miedo, y algunos de los objetos más intrigantes y misteriosos del Universo. ¿Pero qué es un agujero negro? Los agujeros negros son esencialmente objetos en el espacio que son extremadamente masivos y densos que nada puede escapar de su atracción gravitacional, incluida la luz (por eso se les llama negro agujeros). Esto lleva a algunos escenarios interesantes con respecto a la física en el área inmediata que rodea un agujero negro.
La teoría de la relatividad general postula que cualquier cosa con curvas de masa es la estructura del espacio-tiempo, y esta curvatura es lo que conocemos como gravedad. El ejemplo más popular (y altamente descriptivo) para ilustrar cómo funciona esto es el de una lámina de goma. Imagine que tiene una gran lámina de goma elástica que se estira razonablemente enseñada. Esta hoja es una representación bidimensional de la estructura del espacio (que tiene tres dimensiones, pero para simplificar y facilitar la ilustración usaremos dos). Si coloca una canica pequeña en la hoja, hará una pequeña muesca en la goma. Imagine que el mármol es un planeta, y si tiene uno de esos geniales mármoles rayados de vidrio, incluso puede parecerse mucho a Júpiter. Al rodar una pequeña piedra (que crea su propia sangría muy pequeña) por la canica, puede notar que la piedra se desvía hacia la sangría de la canica. Esencialmente, la canica está empujando la pequeña piedra hacia ella debido a su gravedad.
Ahora, si coloca una bola de boliche en la sábana, que es mucho más masiva, hace una sangría mucho más grande que probablemente atrape la piedra a medida que pasa. La bola de boliche representaría muy bien algo así como una estrella en este ejemplo. Un agujero negro es toda la masa de una estrella, pero en un espacio muy pequeño, lo suficiente como para sangrar la lámina de goma lo suficiente como para que nada rodes por la sangría del agujero negro dentro de una cierta distancia, sin importar qué tan rápido lo hagas ir - puede escapar El área alrededor de un agujero negro del que nada puede escapar se llama horizonte de eventos, y su tamaño depende del tamaño del agujero negro en sí.
Un agujero negro estelar se forma cuando una estrella que tiene un núcleo por encima de aproximadamente 3 masas solares se acerca al final de su vida útil, y los procesos de fusión dentro de la estrella ya no se empujan lo suficiente contra el tirón interno de la gravedad, haciendo que la estrella implosione . Una vez que la materia dentro de la estrella se comprime por debajo de cierto radio, llamado Radio de Schwarzschild después del matemático que la formuló, se forma un agujero negro.
Los agujeros negros supermasivos son aquellos que se forman en el centro de las galaxias, y pueden variar en miles de millones de masas solares. Por ejemplo, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea tiene una masa de alrededor de 40,000 soles, y la materia que lo rodea, llamada 'disco de acreción', es la friolera de 4 mil millones de soles. ¿Cómo se forman los agujeros negros supermasivos? Aquí hay un excelente y detallado artículo sobre agujeros negros supermasivos que repasa algunas de las teorías rivales sobre su formación.
Los agujeros negros vienen en diferentes tamaños dependiendo de su masa. Por ejemplo, si el Sol se convirtiera en un agujero negro (sin embargo, no lo hará porque su núcleo es demasiado pequeño), el radio del agujero negro sería de aproximadamente 3 km (1,86 millas). Si, a través de un conjunto extraño de circunstancias, la Tierra se compactara en un espacio más pequeño que su Radio Scwarzschild, el agujero negro sería aproximadamente del tamaño de un maní.
En el centro de un agujero negro se encuentra lo que se llama singularidad, donde la masa del agujero negro se comprime a un volumen de cero, y la capacidad de la relatividad general para describir lo que está sucediendo aquí se rompe.
¿Cómo sabemos que existen agujeros negros, si no emiten luz? La evidencia de los agujeros negros estelares proviene de la observación de sus interacciones en sistemas binarios, y los agujeros negros supermasivos se pueden observar utilizando telescopios de rayos X, así como a través de la gravedad que ejercen sobre las estrellas en una galaxia.
Para obtener más información sobre los agujeros negros, hay bastantes recursos en la web. Para empezar, Hubblesite tiene una excelente enciclopedia, al igual que Stardate.org. También puede consultar el resto de nuestra sección sobre agujeros negros en la Guía del espacio, o escuchar los múltiples episodios de Astronomy Cast sobre el tema, como los Episodios 18, o las preguntas que se muestran en Black, Black Holes.
Fuentes: NASA: Blackholes, NASA: Stars, Hyperphysics
