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Ciencia

Algunas respuestas sobre los agujeros negros

Luego de que se diera a conocer la primera imagen de un agujero negro capatada en fotografía, aún quedan muchas preguntas respecto al tema.

Algunas respuestas sobre los agujeros negros | El Imparcial de Oaxaca

Las muchas incógnitas que rodean al fenómeno de los agujeros negros llevaron a millones de personas a estar pendientes el pasado miércoles de una simple fotografía.

Este fue el día elegido por un equipo internacional de astrónomos para difundir la primera imagen del que se considera uno de los mayores misterios de la ciencia.

Y el resultado fue espectacular.

“Es un absoluto monstruo, el campeón de peso pesado de los agujeros negros del Universo”, le dijo a la BBC el profesor Heino Falcke, de la Universidad Radboud en Holanda, quien propuso originalmente el experimento.

Parece el ojo de Saurón de la trilogía de “El señor de los anillos”, bromeó Jessica Dempsey, una de las investigadoras que participó del estudio y directora del Observatorio de Asia Oriental en Hawái, al diario The Washington Post.

Y en redes, muchos se hicieron eco de la comparación.

Pero también hubo quienes, fascinados ante la imagen, se preguntaron: ¿qué es realmente lo que estamos mirando?

¿Qué es un agujero negro?
Esa cuestión se la hizo en 2017 el programa de la BBC “Los curiosos casos de Rutherford y Fry”.

La matemática Hannah Fry y el genetista Adam Rutherford contactaron entonces al cosmólogo Andrew Pontzen, quien confirmó lo poco que se conoce sobre este tema.

“Nadie sabe mucho sobre los agujeros negros, por eso son tan fantásticos. No sólo no los entendemos bien sino que lo poco que entendemos expone los fenómenos más extraños de la física”, reconoció el científico.

Pero, al menos por ahora, esto es lo que se sabe sobre este apasionante tema.

“Esencialmente un agujero negro es un montón de materia apeñuscada en un espacio tan pequeño que nada puede salir, ni siquiera la luz”, explicó Pontzen.

“Imagínate que pudieras empacar en un espacio muchísimo más de lo que pensarías posible, hasta que se vuelva tan denso que tenga su propia fuerza de gravedad”.

Se trata de un agujero negro supermasivo en el corazón de una galaxia distante.
Y el mejor ingrediente que conocemos para hacer un agujero negro son las estrellas que, al final de sus vidas, explotan tras consumir todo su combustible y sufren un colapso gravitacional.

Lo que queda de ellas se transforma en un objeto súper compacto del que ni la luz puede escapar, lo que explica que el agujero negro se vea de ese color.

Es entonces que se convierte en un enorme vacío que aspira cualquier cosa que se le acerque.

Solo las estrellas con un peso suficiente, aquellas que son 25 veces mayores que el Sol, pueden crear uno de esos abismos.

Se estima que hay unos 100 millones de agujeros negros en la Vía Láctea.

El problema es que, hasta ahora, no los habíamos podido ver.

En este sentido, la astrofísica y directora de la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU., France Córdova, dijo: “Estamos viendo lo invisible”.

¿Podría la Tierra caer en uno?
Esta es una de las preguntas que más se buscaban en internet este miércoles.

“La respuesta corta es sí, ‘podría’ suceder. Pero es muy poco probable. Y tendríamos algunas advertencias antes de que suceda algo realmente malo”, escribió el astrónomo Christopher Springob en la web de la Universidad de Cornell, EE.UU., sobre la posibilidad de que un agujero se acercara a nuestro planeta.

A pesar de los miles de años luz que separan la Tierra del agujero más cercano, que está localizado en el centro de la Vía Láctea, el científico aseguró que no se puede descartar al 100% que un agujero negro supermasivo se nos aproximara si nuestra galaxia se llegara a fusionar o “chocar” con otra.

En ese improbable caso, “la Tierra podría ser lanzada hacia el centro galáctico, lo suficientemente cerca del agujero negro supermasivo como para ser finalmente tragado”, afirmó en una charla TED el astrofísico de la Universidad de Yale Fabio Pacucci.

De hecho, según el científico, se calcula que “la Vía Láctea y la galaxia Andrómeda chocarán dentro de 4.000 millones de años, lo cual pueden no ser buenas noticias para nuestro planeta”.

En esta poco posible situación, ¿qué nos podría pasar a los terrícolas?

Lo más probable es que muriéramos de forma violenta: fritos, estrellados contra el núcleo, o convertidos en espagueti (o quizá, todas las opciones a la vez).

Ese efecto de “espaguetización”, uno de los más conocidos, hace que “si te encuentras muy cerca de un agujero negro te estirarás, al igual que los espaguetis”, escribió en The Conversation Kevin Pimbblet, profesor de Física en la Universidad de Hull, Reino Unido.

“Este efecto es causado por un gradiente de gravitación que pasa por tu cuerpo”, es decir, nuestras diferentes partes experimentarían grados distintos de esta fuerza.

“El resultado no es solo un alargamiento del cuerpo en general, sino también un adelgazamiento (o compresión) en el medio. Por lo tanto, tu cuerpo o cualquier otro objeto, como la Tierra, empezaría a parecerse a espaguetis mucho antes de que llegara a tocar el centro del agujero negro”, según Pimbblet.

Esto haría que las partes más cercanas de la Tierra al agujero se estirarían mientras que las otras partes se comprimen por la diferente gravitación. El resultado sería catastrófico.

¿Qué hay dentro de estos agujeros?
El interior de los agujeros negros contiene todo lo que ha entrado en él. El problema es que no sabemos en qué estado está todo eso.

Y, de hecho, nunca lo sabremos hasta que alguien se meta dentro de uno de ellos, lo cual no parece fácil dado lo peligroso del viaje.

Pero si lográramos llegar a uno de estos agujeros ¿qué es lo que veríamos?

Qué se ve dentro de un agujero negro
Hay varias teorías. “Una de las posibilidades es ‘la pared de fuego’ que, como el nombre indica, te encontrarías con una banda de partículas ardientes que te freirían como a una papa”, dijo Pontzen.

Sobre su forma, si lo rodeáramos, veríamos que es esférico.

Y si estuviera girando —lo que es más probable, dado que todos los objetos del universo rotan en algún grado—, entonces el agujero sería más amplio en el centro, en lugar de ser un círculo perfecto.

La gravedad del agujero negro atrajo gas y polvo que se acumuló en espiral. Y a medida que el material es consumido, la fricción lo calienta a miles de millones de grados, produciendo gran cantidad de radiación, y fugas de energía y partículas cargadas.

No podrías mirar al agujero negro directamente, pero podrías ver su sombra: una ilusión visual creada por la gravedad doblando los rayos del Sol, y cuya fuerza deforma la imagen de la sombra haciéndola parecer cinco veces mayor que el propio agujero negro.

Normalmente pensamos que cuando se viaja a la velocidad de la luz se hace en línea recta, que los fotones avanzan inexorablemente hacia adelante. Pero cerca de un agujero negro la poderosa gravedad tira de estas partículas haciéndolas dibujar órbitas en torno a éste.

Algunos de los fotones llegan a escapar y son los que se podrían ver con un telescopio. Y lo que se vería exactamente sería un anillo brillante que bordea la sombra del agujero negro.

Mientras tanto, la parte interna del anillo de material se arremolinaría en torno al agujero negro a una velocidad cercana a la de la luz.

De acuerdo a la teoría de la relatividad de Einstein, una fuente de luz parecerá más brillante si se está aproximando a ti.

Así que cuando el material compuesto por polvo y gas estuviera acercándose al ángulo desde el que miras, este te parecería una media luna brillante dentro del agujero negro.

Entonces ¿cómo sabíamos que existen?
Pero si el viaje a un agujero negro es tan peligroso y hasta ahora no conocíamos ninguna foto real de ellos, ¿por qué sabíamos que están ahí?

La primera persona en concebir la idea fue el reverendo inglés John Michell, geólogo, astrónomo y uno de los grandes científicos olvidados de la historia.

En 1783, propuso la existencia de “estrellas oscuras” -la versión newtoniana del agujero negro- cuyo campo gravitacional era tan grande que ni siquiera la luz podía escapar.

Pero fue sólo gracias a las matemáticas que la presencia de los agujeros negros empezó a ser aceptada.

El físico y astrónomo alemán Karl Schwartzchild resolvió las ecuaciones de Albert Einstein y calculó cuán grande tendría que ser la masa para tener una fuerza gravitacional tan fuerte como para impedir que la luz saliera.

No obstante, los astrónomos siguieron considerando la idea de los agujeros negros como “absurda” y muchos se negaban a aceptar que una estrella muerta podía producir un hoyo invisible pero inmenso en el tejido del espacio y el tiempo.

Pero hay otras pruebas que respaldan la existencia de estos agujeros, más allá de la confirmación de las matemáticas y la física.

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El “eructo” que demuestra que los agujeros negros pueden crear, no sólo destruir
“Tenemos evidencia creíble de que hay objetos que se comportan exactamente como lo harían los agujeros negros”, le aseguró a la BBC la astrofísica Sheila Rowan en 2017.

“La observación de la manera en la que las estrellas y el gas se mueven en algunas regiones del espacio nos dice que hay una enorme cantidad de masa apretada en un espacio pequeño con efectos gravitacionales superfuertes”.

“Es cierto que no los podemos ver pero observaciones de LIGO (el Observatorio Avanzado de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales) han podido detectar en ondas gravitacionales en el espacio creadas por fusiones de inmensos agujeros negros hace miles de millones de años”, añadió entonces la experta.

 

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