¿Qué es un agujero negro?

Todos hemos oído hablar de los agujeros negros, e incluso hemos visto recreaciones en muchas películas del espacio, pero, ¿qué es realmente un agujero negro?, ¿cómo funciona?.

Por todos es conocida también la ley de Gravitación Universal establecida por Newton por la cual dos objetos con masa se atraerán entre si con una intensidad que va a depender de la masa de los objetos y de la distancia entre ellos. Pues bien, ¿que ocurrirá si un objeto tiene una densidad muy grande?. Es decir, una cantidad enorme de masa en muy poco espacio. Dicho objeto entonces tendrá una fuerza de atracción gravitatoria muy grande sobre su entorno y todo objeto tenderá a “caer” hacia este. Hasta ahí todo sencillo.

Definamos ahora lo que es la “velocidad de escape”. Cuando nosotros lanzamos algo hacia arriba (una moneda por ejemplo) aquí en la tierra, la gravedad hace que tras un lapso de tiempo el objeto vuelva a caer. Cuanto mayor sea la velocidad a la que lo lanzamos más alto llegará y más tardará en volver. Pues bien, aquí en nuestro planeta, si el objeto es lanzado con una velocidad igual o mayor a 11 kilómetros por segundo, éste no regresa y es capaz de sobrepasar los efectos gravitatorios que lo harían regresar. Esta velocidad de escape es un punto clave básico a tener en cuenta para el lanzamiento de cohetes o satélites por ejemplo, y depende directamente de la masa del objeto o planeta en cuestión, ya que por poner un ejemplo, en la luna (con una masa mucho menor a la de la tierra) la velocidad de escape es bastante menor (ronda los 2 kilómetros por segundo).

Una vez tenemos claros estos conceptos lanzo una pregunta. ¿Que pasaría con un “planeta” que tuviese una densidad de masa tan grande que la velocidad de escape fuese mayor que la velocidad de la luz?. Pues efectivamente, eso es lo que llamamos “agujero negro” y tiene su lógica. La luz llega a él pero no puede salir ya que la velocidad de escape es mayor de lo que la luz es capaz de moverse. Entonces si la luz no es reflejada por este objeto no será posible para nosotros verlo. Queda como un gran vacío a nivel visual. Y obviamente, si la luz no es capaz de “salir” de un agujero negro nada lo será ya que nada viaja más rápido que la luz (dejemos a los neutrinos a un lado por un día). De modo que los agujeros negros actuan como sumideros. Atraen materia pero nada sale de allí.

Toda la materia que pasa por el radio de acción de un agujero negro es estirada y destruida por el mismo y observado desde fuera parece que el tiempo pasa más lento para ese objeto que esta siendo engullido por el agujero negro, y su luz se estira a longitudes de onda cada vez más largas. Esto se debe a que en las proximidades de un agujero negro el espacio y el tiempo se deforman (actuan como pozos de espacio-tiempo) según la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein. Esta deformación del espacio y el tiempo ocurre cerca de cualquier objeto que tiene masa y por lo tanto efecto gravitatorio, pero es imperceptible en planetas como la Tierra, con tan poca masa. En el sol por ejemplo este efecto es mínimo pero si ha sido detectado.

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3 pensamientos en “¿Qué es un agujero negro?

  1. Puf la última vez que hablé de esto no quedé muy bien, me gusta mucho el tema y has hecho un buen resumen, en un documental decian algo que comparto firmemente y es que “todas las teorías físicas hasta ahora no son más que aproximaciones” esto venia a decir que la ley de newton es una caracterización matemática de la realidad fisica a gran escala y que la ley de la relatividad general es otra que se ajusta más a estos fenomenos, pero quedan muchas cosas que la teoría de la relatividad no puede explicar, fenomenos sobretodo a nivel microscópico, los fenomenos cuanticos(Einstein, se referia a las particulas cuanticas como “particualas fantasmagoricas”, por que pueden estar en dos puntos al mismo tiempo, jeje me hizo gracia eso), la teoría de cuerdas y alguna otra intenta unificar ambos campos, hasta el momento sin exito. El tema es que con lo que saben los expertos se puede crear un chisme para llegar a marte y volver, yo creo que no está mal la cosa.

    ¿Has oido hablar de la radiación de hawkings?, pues son unas radiaciones que salen de los agujeros negros, Hawkings las teorizó hace como 30 años, y hasta no hace mucho no se habian comprobado, está interesante el tema ya te digo y te puedes volver loco leyendo, y lo peor de todo es que nos e llega a ningun puerto.

  2. Hola, esta claro que todas las teorías físicas no son más que aproximaciones. Hay aproximaciones bastante exactas como la ley de gravitación Universal y otras menos, como la física cuántica o todo lo que se refiere a niveles microscópicos o precisamente a todo lo contrario, a niveles a gran escala como los temas del espacio. Y curiosamente se han encontrado grandes coincidencias entre comportamientos a nivel atómico y a nivel cósmico. Es como si las leyes de la física tradicional sirviesen a nuestro nivel de visión pero cuando vas más allá hacia lo extremadamente pequeño o lo extremadamente grande se cumplen otras diferentes.

    Si he oido hablar de la radiación de Hawking, de hecho leí hace poco algo, parece que también tiene que ver con la física cuántica y los agujeros negros.

  3. Recibí una interesante pregunta en Hablando de Ciencia sobre este artículo y era la siguiente: ¿Si un fotón (que es la partícula de la cual está formada la luz) no tiene masa como es que es atraido por el agujero negro y no puede escapar de el?. Aqui dejo mi respuesta a esta interesante cuestión para completar la entrada:

    Para empezar hay que decir que la naturaleza de la luz sigue siendo algo en parte misterioso. Hoy en día la teoría dominante considera que la luz es un ente dual (onda-partícula) y que materialmente está compuesta por fotones, efectivamente partículas que se consideran de masa igual a cero. No obstante está demostrado que los efectos gravitatorios de cuerpos con grandes masas influyen sobre la luz (como por ejemplo nuestro agujero negro).

    Se puede explicar que la luz sucumba a los efectos de un agujero negro por dos teorías: una de ellas sostiene que los fotones SI tienen masa (precisamente aquí puedes ver un artículo que habla sobre ello y sobre fotones y agujeros negros: http://www.casanchi.com/fis/masafoton01.pdf). Y la segunda explicación considerando que efectivamente un fotón no tiene masa consiste en no basarnos en la Gravitación Universal de Newton sino en una versión actualizada de la misma como en parte lo es la teoría general de la relatividad de Einstein. Según esta teoría la gravedad no es una fuerza (aunque nosotros la percibamos como tal) sino que es una deformación del espacio-tiempo como apunté en el artículo. De esta forma, aunque un fotón no tenga masa, y al pasar por el radio de acción del agujero negro no sea atraido hacia él, sí seguirá su camino por el plano espacial, plano que ha sido deformado por el agujero negro que ha generado un pliegue en el espacio en forma de embudo.

    No se si mi explicación ha sido clara. Un ejemplo tonto. Consideremos el plano bidimensional de una cama. Colocamos una bola de plomo pesada encima que hunde el plano de la cama. al deslizar una canica esta irá en linea recta pero al encontrar el “hundimiento” en el colchón tenderá a caer en él y no será debido a que la bola de plomo la atraiga por su masa en forma de gravedad, sino porque ha deformado el plano y la canica sigue su camino por el plano (en este caso deformado).

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