Estas son ocho cosas que tienes que saber para entender qué son los agujeros negros

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¿Tú también te impresionaste con la primera fotografía del agujero negro? Ahora, es tiempo de que los conozcas.

Científicos revelaron este miércoles lo que dijeron que es la primera imagen captada de un agujero negro. La imagen fue captada tras una campaña de observación de abril de 2017 en la que colaboraron 207 investigadores, de 58 instituciones de 18 países, incluyendo a la UNAM.

El proyecto, llamado Event Horizon Telescope (EHT), procesó la información recogida por ocho radiotelescopios en distintos lugares del mundo.

El retrato de la silueta de uno de los objetos celestes menos conocidos del espacio implica un avance en la historia de la investigación aeroespacial; pero para entender la importancia de esta fotografía es necesario saber qué son los agujeros negros en primer lugar.

1.Primero, ¿qué son exactamente?

Según la definición oficial de la NASA, un agujero negro es un objeto extremadamente denso, con tanta fuerza gravitacional que ni siquiera la luz puede escapar de él.

Los agujeros negros en verdad no son agujeros, pues no están vacíos. Estos contienen la mayor cantidad de materia en el menor espacio que ningún otro objeto del universo. Debido a que son tan compactos, tienen una gran fuerza de gravedad.

2. Una estrella muerta

Los agujeros negros fueron predichos por la teoría de la relatividad de Einstein, la cual plantea que cuando una estrella muere, deja detrás un núcleo pequeño y denso. Si la masa del núcleo es más de aproximadamente tres veces la masa del Sol, según las ecuaciones, la fuerza de la gravedad supera a todas las demás fuerzas y produce un agujero negro.

De hecho, datos oficiales de la NASA confirman que la mayoría de los agujeros negros se forman de esta manera, cuando una estrella muere en una explosión de supernova (cuando las estrellas pequeñas se convierten en estrellas de neutrones densas que no son lo suficientemente grandes como para atrapar la luz).

Si la masa total de la estrella es de aproximadamente tres veces la masa del sol, la estrella se derrumba bajo la influencia de la gravedad. Mientras se derrumba, su superficie se va acercando a una superficie imaginaria llamada el ‘Horizonte de Eventos’ . Cuando la superficie alcanza el Horizonte de Eventos, el tiempo se detiene y la estrella no puede colapsarse más, es un objeto congelado que se colapsa.

3. El Horizonte de Eventos

En una conferencia dada por Stephen Hawking por medio de la cadena de radio Radio 4 de la BBC en el 2016, el astrofísico explicó que un agujero negro tiene a su alrededor una circunferencia llamada el Horizonte de Eventos, que es el punto en donde la gravedad es tan fuerte que puede absorber hasta la luz. Como nada puede viajar más rápido que la luz, todo objeto en el universo también sería arrastrado hacia el agujero negro.

En la misma conferencia, Hawking explicó la absorción por el Horizonte de Eventos con la caída de una canoa por las cataratas del Niágara. Si estás en los alrededores de la catarata, puedes alejarte si remas lo suficientemente rápido, pero si alcanzas la orilla, ya no hay escape. Conforme uno se va acercando a la orilla de la cascada, la corriente se vuelve más rápida, lo cual significaría que esta jalaría con más fuerza el frente de la canoa que la parte trasera. Hay un riesgo de que la canoa se rompa en dos por esta diferencia de fuerzas aplicadas, y lo mismo sucede con los agujeros negros.

Si una persona se cayera en un agujero negro con los pies hacia la orilla, la gravedad jalaría más fuerte en sus pies que en su cabeza, ya que estos son los que estarían más cercanos al agujero negro. El resultado de esto, explicó Hawking, sería que la persona se estiraría a su máximo y terminaría aplastada por los lados.

Antes de incluso alcanzar el horizonte, la persona quedaría moldeada en la forma de un espagueti, literalmente, según la explicación de Hawking.

Pero si cayeras en uno de los agujeros negros más grandes, llamados agujeros negros supermasivos, la situación sería diferente. En ese caso, la persona caería intacta en su interior. Así que, como Hawking bromeaba: «si quieres explorar el interior de un agujero negro, asegúrate de caer en uno grande».

4. Al menos dos tipos de agujeros negros

Agujero negro de masa estelar

Puedes imaginártelo como un agujero negro de «una sola gran estrella», de acuerdo con información de la NASA. Este tipo de agujero negro se forma cuando una gran estrella consume todo su combustible y explota, a lo que se conoce como supernova. Luego lo que queda colapsa y se transforma en un objeto súper compacto: un agujero negro.

Las estrellas deben contener bastante más materia que nuestro Sol para que esto pueda suceder. Por lo que nuestro Sol, y la mayoría de las estrellas, nunca se convertirán en agujeros negros.

Los agujeros negros de masa estelar solo tienen unas pocas decenas de kilómetros de ancho. Nuestro Sol es tan grande que aproximadamente un millón de Tierras cabrían dentro de él. Una estrella con suficiente materia para convertirse en un agujero negro puede contener 10 veces más materia que el Sol.

Agujero negro súper masivo

Puedes imaginártelo como un agujero negro de «un millón de grandes estrellas», porque contiene tanta materia como 1 millón a 100 millones de soles. De acuerdo con la NASA, los astrónomos creen que los agujeros negros súper masivos acechan en el centro de las galaxias, incluyendo nuestra propia Vía Láctea; sin embargo, aún no saben cómo se forman estos gigantescos agujeros negros.

5. Invisibles

De hecho, la fotografía del proyecto Event Horizon Telescope no captó el agujero negro en sí, sino solo su sombra, ya que estos objetos, por su naturaleza, son invisibles. Lo que podemos ver en la imagen es el disco caliente y brillante de la materia que el mismo agujero negro está tragando, ya que, según la UNAM, los violentos procesos físicos que tienen lugar a su alrededor son capaces de emitir grandes cantidades de radiación que sí son posibles de detectar con telescopios. Nada, ni siquiera la luz, puede escapar a la gran fuerza de atracción que emite.

6. Una gran densidad

Según el Instituto de Astronomía de la UNAM, los agujeros negros son tan densos que pueden llegar a ser varios miles de veces la masa del Sol. De hecho, el agujero negro que sale en la imagen de la NASA tiene, según la administración estadounidense, 6.5 miles de millones la masa de la estrella más grande de nuestro sistema solar. Un artículo publicado en la revista de la UNAM ‘¿Como ves?’, escrito por el físico Sergio de Régules, explica que en principio, cualquier objeto se podría convertir en agujero negro si se comprime lo suficiente.

7. Se ‘alenta’ el tiempo

En la misma conferencia del 2016 impartida por Stephen Hawking, el físico teórico explicó que si una persona fuera succionada por un agujero negro, no se podría ver el proceso de cuando la persona cruza la línea del horizonte, incluso a una corta distancia. En su lugar, la persona aparecería congelada antes de cruzar esa línea y con el tiempo su imagen se iría desvaneciendo y tornando cada vez más roja hasta en un punto desaparecer de vista.

Esto es porque, según la teoría de la relatividad datos del Centro de astrofísica Harvard-Smithsonian, a medida que se acerca a un agujero negro, el flujo de tiempo disminuye, en comparación con el flujo de tiempo lejos del agujero.

De acuerdo con la teoría de Einstein, cualquier cuerpo masivo, incluida la Tierra, produce este efecto. La gravedad de la Tierra es tan débil que la disminución del tiempo no se nota, pero el efecto se ha confirmado con instrumentos sensibles. Por ejemplo, a la altura del mar, una persona sería una billonésima de segundo más joven que alguien que viviera en la cima del Monte Everest. Pero cerca de un agujero negro, la ralentización del tiempo es extrema, y es por eso que uno aparecería congelado para quienes lo miraran de lejos.

8. Su interior: una incógnita

En cuanto al centro mismo del agujero negro, nadie sabe qué es lo que sucede. El Centro de astrofísica Harvard-Smithsonian confirma que no se pueden realizar experimentos debido a que ningún instrumento podría soportar la fuerza de la gravedad, y si lo hiciera, no habría forma de que pudiera salir de ahí para después ser estudiado.

La teoría de la gravedad de Einstein parece predecir que el tiempo se destruye en el centro del agujero: el tiempo llega a un final abrupto. Por esta razón, un agujero negro a veces se describe como el ‘reverso de la creación’. Pero nadie sabe cómo o por qué el tiempo puede llegar a un final abrupto.

Es por esta razón por la que es tan importante que se estudien los agujeros negros desde el exterior, para que así con el tiempo se puedan desarrollar nuevas teorías que puedan intentar explicar qué es lo que pasa realmente en el centro de estas zonas desconocidas.

Las investigaciones se han desarrollado con cierta lentitud debido a la complejidad del objeto de estudio. Sin embargo, este miércoles se logró crear historia con el exitoso retrato de este fenómeno. Y eso es solo un paso adelante para descubrir la verdad de los agujeros negros.

Con información de Reuters

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