¿Qué es un Agujero Negro?

¿Qué es un Agujero Negro?

Los agujeros negros son parte del universo y algunas creencias circulan alrededor de ellos. La más común es que son orificios enormes en medio del cosmos que ‘tragan’ todo a su paso, llevándolo hacia un infinito profundo que nadie conoce.

La explicación emitida por la NASA es que realmente los agujeros negros no son agujeros en sí y no están vacíos. Son restos fríos de estrellas muy antiguas que contienen gran cantidad de materia en un espacio compacto. Esto se debe a su fuerza de gravedad poderosa. Es tanta la densidad de los agujeros negros, que ninguna partícula material, y ni siquiera la luz, son capaces de liberarse de la fuerza gravitatoria envolvente.

El mito de que “tragan” o “devoran” todo lo que está a su paso, no se da exactamente de esa manera. Lo que ocurre es que como ya mencionamos, su gravedad es tan fuerte, que si una estrella brillante está cerca del agujero negro, no podrá verse, pues los agujeros absorben la luz estelar de los objetos cercanos. La gravedad suele “arrancar” los gases exteriores de una estrella y hacer crecer un disco a su alrededor llamado disco de acreción o de acrecimiento.

Estos agujeros también “tragan” toda materia que se acerque demasiado, pero no debe entenderse como que son grandes huecos que vagan por el universo ‘alimentándose’ de planetas y todo lo que se interponga. Con esto se afirma que los agujeros negros no pueden representar un peligro para la Tierra, pues se necesitaría que la órbita de uno de ellos se ubique muy cerca del Sistema Solar, algo que no es probable.

Al no dejar escapar la luz, los hoyos negros no pueden

Agujeros negros para Albert Einstein

El científico Albert Einstein habló sobre el tiempo y el espacio en el universo. Para adentrarnos a esto, es indispensable que imaginemos el espacio y el tiempo como una superficie o lámina plana y flexible. Si el espacio-tiempo estuviera vacío, la superficie sería totalmente plana, pero no es así a consecuencia de los grandes cuerpos celestes que ocupan un espacio en el cosmos; por ejemplo, nuestra Tierra y el Sol.

Esos dos cuerpos van a deformar la lámina creando una curva, siendo la del Sol más profunda al tener una masa superior. Esto generará gravedad. Cuanto más masa tenga un cuerpo, mayor curvatura creará en el espacio-tiempo de su alrededor, por lo tanto, mayor gravedad tendrá.

Cuanto más se enfría una estrella masiva, más se curva el espacio-tiempo de su alrededor. Llegará un punto donde el tamaño sea tan inmenso, que creará un agujero negro en el espacio-tiempo. Einstein no los denominó en su tiempo como agujeros negros, sino como “singularidades de Schwarzschild”.

Singularidad de los agujeros negros

La ciencia afirma que todo lo que cae dentro de un agujero negro no puede salir de él.

Las leyes fundamentales de la física establecen que en el fondo de un agujero negro hay un punto llamado singularidad, es decir, una región donde el espacio y el tiempo se deforman de manera infinita y dejan de existir. Una vez que la materia entra a la región de la singularidad, se destruye totalmente.

La existencia de los agujeros negros y la singularidad, han despertado la imaginación del público, al punto de decir que dentro de ellos existe algo llamado ‘agujero de gusano’; es decir, túneles donde es posible hacer viajes en el espacio y en el tiempo que algún día serán posibles. Realmente no hay pruebas reales de su existencia ni de que esto se podrá experimentar alguna vez.

Tipos de agujeros negros.

Estos tamaños pueden ser pequeños o primordiales, estelares y supermasivos, pero la NASA menciona a dos principales: los estelares y los supermasivos.

Los pequeños o primordiales pueden tener el tamaño de un átomo pero una masa de una montaña, por poner un ejemplo comparativo.

La masa de un agujero negro estelar puede ser hasta 20 veces mayor que la masa del Sol pero tienen pocas decenas de kilómetros de ancho; aproximadamente entre 10 y 40 millas. Se dice que existen numerosos agujeros negros dentro de la Vía Láctea.

Los hoyos o agujeros negros supermasivos son los más enormes. Estamos hablando de que tienen masas superiores a 1 millón de soles dentro de un diámetro del tamaño del Sistema Solar. Muchos científicos concuerdan que cada galaxia tiene un agujero supermasivo en su centro. Sagitario A es el nombre del agujero supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea, nuestra galaxia.

Datos asombrosos sobre la Vía Láctea...

Formación de los agujeros negros.

Averiguar cómo se formaron los agujeros negros no ha sido fácil. Incluso, las hipótesis forman parte de la explicación más actual, pues hasta el momento ninguna teoría ha sido considerada la definitiva. Uno de los físicos más importantes que habló sobre la existencia de los agujeros negros pero no como los conocemos, fue Stephen William Hawking. Su gran legado derivó de la idea que “los agujeros negros se disuelven lentamente como una aspirina en un vaso de agua”.

Se cree que los agujeros negros primordiales se formaron en el universo temprano, poco tiempo después del Big Bang, mientras que los estelares se formaron cuando el centro de una estrella muy masiva consume todo su combustible, colapsa y explota, lo que se conoce como supernova. Posteriormente, los restos colapsan y se transforma en un objeto muy compacto, denominado agujero negro.

¿Entonces el Sol, siendo una gran estrella, podría convertirse en agujero primordial?

Las investigaciones señalan que el Sol no tiene la suficiente masa para colapsar y convertirse en un agujero negro. Se cree que al final de su ciclo, dentro de miles de millones de años, se convertirá en una estrella gigante roja, para finalmente convertirse en una nebulosa planetaria y quedar como una estrella enana blanca.

Por su parte, se tiene la teoría de que los agujeros supermasivos se formaron al mismo tiempo que la galaxia en la que están, ya que se ha observado una relación entre el tamaño del agujero con la masa de la galaxia donde se encuentran.

Investigaciones modernas.

En el año 1999 la NASA y la Agencia Espacial Europea lanzaron el XMM-Newton, un observatorio espacial de rayos X nombrado en honor a Isaac Newton. Esta creación tecnológica permite observar el universo en rayos X de alta energía, algo imposible para el ojo humano. Con esta labor, pueden detectarse los rayos X que se liberan de los gases y partículas de polvo que circulan cerca de los agujeros negros, antes de que este lo trague.

El Observatorio Chandra de rayos-X, el satélite Swift y el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, también forman parte del equipo lanzado para localizar agujeros negros supermasivos, así como otros fenómenos astronómicos. Con esto se intenta conocer más detalles sobre los agujeros negros, así como continuar con el avance sobre el origen, evolución y destino del universo.

En 2018, astrónomos dieron a conocer una imagen de la formación y expansión de abundante material en movimiento rápido, cuando la gravedad de un agujero negro supermasivo absorbió la energía de una estrella que estaba cerca de ahí.

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Bibliografía
  • https://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html
  • https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes
  • https://spaceplace.nasa.gov/black-hole-rescue/sp/
  • https://www.nationalgeographic.es/espacio/agujeros-negros