Agujero negro

Un agujero negro es un lugar en el espacio donde la gravedad atrae tanto que ni siquiera la luz puede salir. La gravedad es tan fuerte porque la materia ha sido comprimida en un espacio diminuto.

Esto puede suceder cuando una estrella está muriendo.

Los agujeros negros se encuentran en todo el universo, incluso en la Vía Láctea.

La idea de lo que actualmente llamamos un agujero negro ya había sido enunciada en 1783.

Pero los científicos lo rechazaron, porque en ese momento se creía que la luz no tenía masa, por lo que no podía ser atraída por ningún cuerpo, por denso que fuera.

Cuando Albert Einstein desarrolló la relatividad general en 1915, demostró que la luz estaba influenciada por la interacción gravitacional y que un cuerpo muy masivo podía ejercer atracción sobre los fotones de luz.

John Wheeler acuñó el término agujero negro

El término “agujero negro” fue acuñado por el físico teórico estadounidense John Wheeler (1911-2008).

John Wheeler
John Wheeler estadounidense con una vida científica muy productiva. Crédito: web princeton.edu 

Eligió este nombre como metáfora de la siniestra posibilidad de la desintegración de estrellas y planetas.

La amistad de John Wheeeler con Niels Bohr

Cuando Niels Bohr, padre de la revolución cuántica, llegó a Estados Unidos en 1939, John Wheeler era un joven profesor de física en la prestigiosa Universidad de Princeton.

La pasión por la ciencia llevó a una gran amistad entre ellos, que se prolongó durante toda su vida.

Bohr trajo la alarmante noticia a los Estados Unidos de que los alemanes habían logrado fisión del átomo.

Niels Bohr y John Wheeler comenzaron a estudiar incansablemente hasta que pudieron idear una teoría sobre la fisión nuclear.

Ambos trabajaron en el proyecto Manhattan para la fabricación de la bomba atómica en Estados Unidos.

Después de la Segunda Guerra Mundial, Wheeler fue responsable de la educación de varias generaciones de científicos, incluidos Richard Feyman y Hugh Everett.

Stephen Hawking popularizó el nombre de agujero negro

El famoso astrofísico Stephen Hawking popularizó el nombre, con la publicación del libro titulado “Los agujeros negros y la historia del tiempo”.

En este trabajo, Hawking explica que cuando la energía interna de una estrella gigante se extingue por completo, la enorme masa de la estrella es sometida a su propia fuerza de gravedad, que se ejerce sin contrapeso sobre sí misma.

Chandra
Ilustración de un agujero negro. Crédito: ESO, ESA / Hubble, M. Kornmesser / N.Bartmann; Etiquetas: NASA / CXC.

El autor principal del resultado, que utilizó datos tanto del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA como del XMM-Newton de la ESA, es Giovanni Minuitti del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) en España.

Esta enorme fuerza gravitacional hace que la masa estelar se concentre en un pequeño volumen.

De esta forma, la estrella gigante roja se convierte en una estrella enana blanca.

Este proceso de auto-atracción gravitacional da lugar a un cuerpo tan denso y poseedor de una fuerza de gravedad tan gigantesca que ni siquiera la luz tiene una velocidad de escape suficiente para salir de este cuerpo.

Por lo tanto, tal cuerpo es invisible desde el exterior.

Características de un agujero negro

Una de las características probables de un agujero negro es que cualquier cosa, incluido el espacio que se encuentra en la zona de atracción causada por un agujero negro, se aceleraría a una velocidad extrema como en un vórtice y todo se dirigiría hacia el centro del agujero negro. . .

En 1963, Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, todos los agujeros negros deben tener una geometría cuasi esférica determinada por tres parámetros:

  • su masa M,
  • su carga eléctrica total e, y
  • su momento angular L.

En la década de 1970, Stephen Hawking y Ellis demostraron varios teoremas importantes sobre la aparición y geometría de los agujeros negros.

La hipótesis de la existencia de agujeros negros cobró fuerza con los avances científicos y experimentales que llevaron al descubrimiento de los púlsares.

Nebulosa Cangrejo
La Nebulosa del Cangrejo, que contiene el Pulsar del Cangrejo (la estrella roja en el centro). Crédito: NASA / CXC / ASU / J. Hester et alter.

La imagen combina datos ópticos del Hubble (en rojo) e imágenes de rayos X de Chandra (en azul).

La existencia de agujeros negros está respaldada por observaciones astronómicas, especialmente a través de los rayos X emitidos por estrellas binarias y galaxias activas.

Los llamados agujeros negros supermasivos son aquellos que tienen masas de varios millones de veces la masa del Sol.

Se forman durante el proceso que da lugar a los componentes esféricos de las galaxias.

Hallazgos después de 1995

En 1995, un equipo de investigadores de UCLA (Universidad de California) demostró, mediante simulación por ordenador, la posibilidad de la existencia de agujeros negros supermasivos en el núcleo de las galaxias.

Según un artículo publicado en The Astrophysical Journal, en agosto de 2009, desde el Observatorio Europeo Austral en Chile, un equipo de astrónomos alemanes descubrió que, en el centro de la Vía Láctea, hay un agujero negro cuatro millones de veces más pesado que el Sol.

Vía Láctea
Representación artística  de la la Vía Láctea donde un agujero negro supermasivo se encuentra en el centro. Crédito: Telescopio espacial Spitzer / NASA / JPL-Caltech / R. Lastimar.

Ahora se han detectado una docena de agujeros negros más pequeños, y un nuevo estudio sugiere que el monstruo está rodeado por unos 10.000.

Este descubrimiento se realizó siguiendo el movimiento de 28 estrellas que giraron alrededor del centro de la Vía Láctea durante 16 años.

Las órbitas estelares en el centro galáctico muestran que la concentración de masa central de cuatro millones de masas solares debe ser, sin duda, un agujero negro.

Investigadores del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, en Alemania, aseguraron que este agujero negro está a 27.000 años luz de la Tierra.

Hasta el día de hoy es imposible describir lo que sucede dentro de un agujero negro; uno sólo puede imaginar, suponer y observar sus efectos sobre la materia y la energía en las zonas exteriores.

Toda la teoría está bajo revisión. Está claro que hasta que no se disponga de física más avanzada, no será posible explicar realmente la naturaleza de este fenómeno.

En diciembre de 2008, un equipo del Instituto Max Planck confirmó la existencia de un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea.

Se estima que la masa de este agujero negro es equivalente a la masa de 4 millones de soles y que se encuentra a una distancia de 27.000 años luz de la Tierra.

A pesar de la percepción de que los agujeros negros son destructivos, se supone que al condensar la materia a su alrededor, provocan en parte la constitución de galaxias y la formación de nuevas estrellas.

La Academia Sueca de Ciencias otorgó el “Nobel de Astronomía 2012” al astrónomo alemán Reinhard Genzel y al estadounidense Andrea Ghez.

Según la Academia Sueca, este premio reconoce “observaciones de estrellas que orbitan alrededor del centro galáctico, lo que indica la presencia de un agujero negro supermasivo”.