Medios

Una fisura en el espacio-tiempo: cómo es un agujero negro

En el Universo abundan los enigmas que las leyes de la física no consiguen explicar. Uno de los mayores desafíos para la astrofísica son los agujeros negros, una suerte de fisura en el espacio-tiempoque absorbe todo lo que tiene a su alrededor y que no permiten ser observados en forma directa. Nadie sabe lo que ocurre en su interior, incluso se ha especulado que podrían ser la puerta de ingreso a otra dimensión. Todas estas particularidades, despertaron la fantasía del público.

El concepto de agujero negro fue descrito por primera vez en 1783por el profesor John Michell como un ejercicio matemático. Basado en los nuevos trabajos de Isaac Newton, quien aplicó su famosa ecuación de la gravedad y especuló que si se tuviera un objeto 500 veces el tamaño del Sol, su gravedad impediría que la luz lograra salir.

Como se compone un agujero negro

Desde entonces, los astrofísicos observaron estas regiones oscuras del universo, que han podido detectar en forma indirecta, a partir del comportamiento de la materia que los rodea. El primero en ser detectado por el satélite Uhuru, observando en rayos X, fue Cygnus X-1, en 1971. Los científicos llegaron a la conclusión de que allí había un objeto extremadamente masivo, que identificaron como un agujero negro.

"Los agujeros negros son una concentración de masa que hace quela fuerza de gravitación sea tan grande que no pueda escapar nada de su interior, incluida la luz. A su alrededor hay partículas orbitando a unos 12 millones de grados, casi 2.000 veces la temperatura del sol", señala Daniel Barraco, licenciado en Física de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC), investigador independiente del Conicet y director del Centro de Interpretación Científica Plaza Cielo Tierra.

De acuerdo con la teoría de la relatividad general, que primero predijo su existencia, son objetos muy simples. Sólo tienen tres propiedades: masa, su momento angular y la carga eléctrica. Más allá de esas variables, no tienen características, algo que en la jerga se dice "no tienen pelo".

Un agujero negro consta de diferentes partes. En su centro, más allá del horizonte de sucesos, está la singularidad. Un punto que podría tener una densidad infinita. Allí va todo lo que cae en el interior de un agujero negro. El horizonte de sucesos, a su alrededor, es la parte negra del objeto.

Estos hoyos atraen continuamente masa de su estrella vecina, aumentando gradualmente su tamaño hasta que la estrella se desvanece por completo.

"Si la relatividad general es correcta y si la densidad de energía de la materia es positiva, como es el caso, el área de la superficie del horizonte de sucesos, que es el límite del agujero negro, tiene la particularidad de que cuando materia o radiación adicionales caen en su interior, el área siempre aumenta", sostiene Stephen Hawking en su libro póstumo Breves respuestas a las grandes preguntas.

Mientras muchas estrellas acaban convertidas en enanas blancas o estrellas de neutrones, los agujeros negros representan la última fase en la evolución de enormes estrellas que fueron al menos de 10 a 15 veces más grandes que nuestro Sol.

Para ser atraídos dentro de su radio de proyección, los planetas, la luz y otra materia deben pasar cerca del agujero negro. Cuando alcanzan un punto sin retorno, se dice que han entrado en el horizonte de sucesos, un punto del que es imposible escapar.

"Desde afuera no es posible saber lo que hay dentro del agujero negro, sin importar lo que uno le arroje. Pero tienen una frontera llamada horizonte de sucesos, que es donde la gravedad se vuelve lo suficientemente intensa para arrastrar la luz hacia atrás y evitar que se escape. Y como nada puede viajar más rápido que la luz, todo lo demás también será arrastrado hacia atrás", advierte Hawking.

Al observar la radiación emitida por toda esta actividad alrededor de los agujeros negros, los astrónomos determinaron que hay dos tipos principales de agujeros negros: los de masa estelar y los súper masivos.

Los de masa estelar son cadáveres de estrellas más de cinco veces más masivas que nuestro Sol. Al final de su vida, estas estrellas colapsan violentamente y toda su materia se condensa en un espacio inimaginablemente diminuto. Es fácil descubrir agujeros negros de masa estelar que forman parte de un sistema binario de rayos x, donde el agujero negro devora material de su estrella compañera.

El segundo tipo se conoce como agujero negro supermasivo. Estos enormes hoyos gravitacionales tienen hasta miles de millones de veces la masa de una estrella promedio y su formación es un misterio que todavía se está estudiando. Una teoría sugiere que se formaron a partir de enormes nubes de materia que colapsaron al formarse las galaxias; otra afirma que los agujeros negros de masa estelar en colisión pueden fundirse para formar un objeto gigante.

Una de las pruebas más sólidas de su existencia fue el experimento LIGO, cuyo objetivo es detectar ondas gravitacionales, esto es oscilaciones en el tejido que compone el universo, el espacio-tiempo, ocasionadas por masas en aceleración. En 2016 anunció que había identificado una fuente masiva de ondas gravitacionales, muy distante, que se correspondían a dos agujeros negros que se fusionaban en el espacio profundo.

Fuente 24con