En la vecindad de los agujeros negros, la gravedad es tan alta, que la velocidad de escape se hace mayor que la de la luz: ni siquiera ésta puede escapar. De ahí que sean invisibles, "negros".
LA TEORÍA DEL TODO| Stephen Hawking Explica su Teoría de los Agujeros Negros
Algunas partículas pueden en realidad escapar de un agujero negro, pero estos agujeros no son negros, sino que brillan con radiación térmica, la emisión constante de energía térmica causa que los agujeros negros pierdan masa y eventualmente desaparezcan en una explosión espectacular (la segunda ley de la termodinámica), es decir, el agujero negro desaparece. Primero, una estrella desaparece y se vuelve el agujero negro, y después desaparece el mismo agujero.
LA RADIACIÓN HAWKING
A su vuelta a Cambridge, Hawking se propuso seguir su propio camino matemático y, en un trabajo fundamental llegó a la conclusión de que los agujeros negros efectivamente radian aun después de haberse desprendido de su momento angular y lo hacen a un ritmo estacionario y con un espectro térmico; es decir, como lo haría un cuerpo caliente a una temperatura dada.
Desde entonces la radiación de un agujero negro se conoce como radiación de Hawking y ha sido obtenida de diversas maneras y por distintos métodos, algunos de los cuales han sido extendidos a otras métricas distintas de la de los agujeros negros, como el universo de Friedman-Robertson-Walker (FRW).
Descubren estrellas formándose en agujeros negros
Los agujeros negros no solo devoran estrellas. El telescopio VLT de la ESO ha revelado un sorprendente hallazgo astronómico relativo al nacimiento de estrellas.
Un grupo de astrónomos europeos dirigidos por científicos de Reino Unido utilizó los instrumentos MUSE y X-shooter del Very
Observando los colosales vientos o eyecciones de chorros de materia que se originan cerca del agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia sur de esta pareja, los astrónomos han descubierto la primera evidencia clara de formación de estrellas dentro de un agujero negro.
Las observaciones revelaron así que las estrellas se forman dentro de estas potentes eyecciones de materia expulsadas por los agujeros negros supermasivos en los núcleos de galaxias.
Se trata sin duda de las primeras observaciones confirmadas de estrellas que se forman en este tipo de ambiente extremo, lo que tendrá muchas consecuencias en el estudio de la astronomía, de cara a nuestra comprensión sobre las características y evolución de las galaxias.
Es evidente que uno de los cuerpos celestes más poderosos del universo son los agujeros negros, porque debido a su extrema gravedad son capaces de deformar brutalmente el mismísimo tejido del espacio-tiempo, haciendo que absolutamente nada pueda escaparse.
Pero... ¿Qué pasa cuando dos agujeros negros colisionan?
Además, pueden protagonizar uno de los sucesos más cataclísmicos que puede haber en el universo: la colisión de dos agujeros negros. Y a pesar de que parezca que son fenómenos imposibles, realmente ocurren en el cosmos.
"Los astrónomos han pensado durante mucho tiempo que las condiciones dentro de estos flujos podrían ser adecuadas para la formación de estrellas, pero nadie ha visto que realmente sucede, ya que se trata de una observación muy difícil.
Nuestros resultados son emocionantes porque muestran sin ambigüedad que las estrellas se están creando dentro de estos flujos de salida", explica Roberto Maiolino de la Universidad de Cambridge y líder del trabajo.
Vivimos en un universo repleto de agujeros negros, algunos provenientes de la muerte de estrellas y otros, con masas millones de veces mayores que la solar, del nacimiento de las galaxias.
Podríamos imaginarnos el espacio como una sábana agarrada por los extremos, para que permanezca estirada. Si lanzamos una bola de billar encima, se curvará. Algo análogo, según la teoría de la relatividad general, le hace una estrella al espacio; cuanto mayor sea la masa de la bola, o de la estrella, más pronunciada será la curvatura generada.
En un agujero negro la curvatura adquiere una intensidad tal, que el espacio se "rompe": se le hace un "agujero".
AGUJERO - SINGULARIDAD
¿Qué son los agujeros negros y las singularidades?
Un agujero negro u hoyo negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella.
Sin embargo, los agujeros negros pueden ser capaces de emitir radiación, lo cual fue conjeturado por Stephen Hawking en los años 1970.
La radiación emitida por agujeros negros como Cygnus X-1 no procede sin embargo del propio agujero negro sino de su disco de acrección.
La gravedad de un agujero negro, o «curvatura del espacio-tiempo», provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos.
Esto es previsto por las ecuaciones de campo 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.
Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio.
En los años 70, Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros.
Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento angular L.
Se conjetura que en el centro de la mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros supermasivos. La existencia de agujeros negros está apoyada en observaciones astronómicas, en especial a través de la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas.
Este agujero, más propiamente denominado singularidad, supone un verdadero desafío: las leyes de la física tal y como las conocemos hoy en día, incluidas las de la relatividad general, carecen allí de validez.
Tan enorme curvatura, o gravedad, afecta también a los rayos de luz. La velocidad necesaria para escapar de la atracción gravitatoria de un cuerpo es proporcional a su masa: a mayor masa, mayor velocidad.
En la vecindad de los agujeros negros, la gravedad es tan alta, que la velocidad de escape se hace mayor que la de la luz: ni siquiera ésta puede escapar. De ahí que sean invisibles, "negros".
La distancia de la singularidad a la que la velocidad de escape iguala a la de la luz define una superficie en torno al agujero negro, el horizonte de sucesos. El sistema formado por la singularidad y el horizonte de sucesos se denomina agujero negro.
Astrónomos de la Universidad de Nuevo México (UNM), en Albuquerque (EE. UU.), aseguran que, por primera vez en la historia, se ha podido observar y medir el movimiento orbital entre dos agujeros negros supermasivos.
Estos se encuentran en una galaxia situada a 750 millones de años luz de la Tierra llamada 0402 + 379, y los están estudiando desde hace más de una década.
¿Pero qué son los agujeros negros supermasivos? Son agujeros negros con una masa de millones o miles de millones de masas solares –la masa solar es igual a la masa del Sol y equivale a unas 332.950 veces la de la Tierra–. En este caso del que hablamos, la masa combinada de ambos agujeros negros supermasivos es de 15.000 millones de masas solares y, debido a su increíble tamaño, su periodo orbital es de en torno a 24.000 años.
La estudiante de posgrado del departamento de Física y Astronomía de la UNM Karishma Bansal, el profesor de esta universidad Greg Taylor e investigadores de Stanford, el Observatorio Naval de los Estados Unidos y el Observatorio Gemini han estudiado la interacción de estos agujeros negros durante doce años.
“Durante mucho tiempo, hemos estado buscando en el espacio para tratar de encontrar un par de estos agujeros negros supermasivos orbitando como resultado de la fusión de dos galaxias”, explica Taylor en una nota de prensa de la UNM. “Y aunque hemos teorizado que esto debería estar pasando, nadie lo había visto hasta ahora”, añade.
En febrero de 2016, un equipo internacional de investigadores anunció que habían detectado por primera vez las ondas gravitacionales –ondulaciones del espacio-tiempo originadas por acontecimientos muy violentos, como por ejemplo la fusión de dos agujeros negros o la explosión de una supernova– que había predicho Einstein justo un siglo atrás, en 1916.
El futuro de la Vía Láctea
La observación de la órbita e interacción de estos dos agujeros negros supermasivos además puede ayudarnos a comprender mejor lo que podría ocurrirle en un futuro a nuestra propia galaxia, ya que se prevé que la galaxia de Andrómeda, que también tiene un agujero negro masivo en su centro, entre en colisión, dentro de unos 4.000 millones de años, con nuestra Vía Láctea. La galaxia resultante de esta colisión ha sido bautizada con el nombre de Lactómeda.
Por cierto, para tu tranquilidad: según los cálculos que se han hecho, tanto el Sol como la Tierra seguramente sobrevivirían a esta fusión galáctica.
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