Teoria de los agujeros negros

para qué sirve un agujero negro

En pocas palabras, es una región del espacio exterior donde nada, ni siquiera la luz, puede escapar a su atracción gravitatoria. Es una región en el espacio-tiempo donde la gravedad es muy fuerte y no permite la entrada de las más pequeñas partículas, radiaciones electromagnéticas, objetos espaciales como cometas, planetas. Como nada puede salir de estas regiones, no son visibles para las personas, por lo que se denominan agujeros negros. Para identificar estos agujeros negros se utilizan telescopios espaciales con herramientas especiales.

La teoría de la relatividad general, publicada por Albert Einstein en 1915 y que describe la gravitación en la física moderna, predice que una masa suficientemente compacta puede deformar el espacio-tiempo, que se convierte en un agujero negro. El límite del agujero negro a partir del cual nada puede escapar de su atracción gravitatoria se denomina horizonte de sucesos. Según la teoría general de la relatividad, los agujeros negros no presentan características detectables, a pesar de que pueden tener un enorme impacto sobre los objetos que los rodean. Los agujeros negros de masa estelar tienen temperaturas del orden de mil millonésimas de kelvin, lo que hace imposible su observación.

tipos de agujeros negros

En una serie de artículos innovadores, los físicos teóricos han estado muy cerca de resolver la paradoja de la información en los agujeros negros, que les ha fascinado y atormentado durante casi 50 años. La información, dicen ahora con seguridad, escapa de un agujero negro. Si salta a uno, no se irá para siempre. Partícula a partícula, la información necesaria para reconstituir tu cuerpo resurgirá. La mayoría de los físicos han asumido durante mucho tiempo que así sería; ese era el resultado de la teoría de cuerdas, su principal candidato para una teoría unificada de la naturaleza. Pero los nuevos cálculos, aunque inspirados en la teoría de cuerdas, se sostienen por sí mismos, sin ninguna cuerda a la vista. La información sale a través del funcionamiento de la propia gravedad: sólo la gravedad ordinaria con una única capa de efectos cuánticos.

Se trata de una peculiar inversión de funciones para la gravedad. Según la teoría general de la relatividad de Einstein, la gravedad de un agujero negro es tan intensa que nada puede escapar de ella. La comprensión más sofisticada de los agujeros negros desarrollada por Stephen Hawking y sus colegas en la década de 1970 no cuestionó este principio. Hawking y otros trataron de describir la materia dentro y alrededor de los agujeros negros utilizando la teoría cuántica, pero siguieron describiendo la gravedad con la teoría clásica de Einstein, un enfoque híbrido que los físicos llaman «semiclásico». Aunque el enfoque predecía nuevos efectos en el perímetro del agujero, el interior permanecía estrictamente sellado. Los físicos pensaron que Hawking había dado en el clavo con el cálculo semiclásico. Cualquier otro avance tendría que tratar también la gravedad como algo cuántico.

visión de los agujeros negros

El teorema del área de los agujeros negros del difunto Stephen Hawking es correcto, según un nuevo estudio. Los científicos utilizaron las ondas gravitacionales para demostrar la idea del famoso físico británico, que puede llevar a descubrir más leyes subyacentes del universo.

El teorema, elaborado por Hawking en 1971, utiliza la teoría de la relatividad general de Einstein como trampolín para concluir que no es posible que la superficie de un agujero negro se reduzca con el tiempo. El teorema es paralelo a la segunda ley de la termodinámica, que dice que la entropía (desorden) de un sistema cerrado no puede disminuir con el tiempo. Como la entropía de un agujero negro es proporcional a su superficie, ambas deben seguir aumentando.

A medida que un agujero negro engulle más materia, su masa y su superficie crecen. Pero a medida que crece, también gira más rápido, lo que disminuye su superficie. El teorema de Hawking sostiene que el aumento de la superficie que proviene de la masa añadida sería siempre mayor que la disminución de la superficie debido al giro añadido.

Will Farr, uno de los coautores del estudio que se publicó enPhysical Review Letters, dijo que su hallazgo demuestra que «las áreas de los agujeros negros son algo fundamental e importante». Su colega Maximiliano Isi coincidió en una entrevista con Live Science: «Los agujeros negros tienen una entropía, y es proporcional a su área. No es sólo una curiosa coincidencia, es un hecho profundo sobre el mundo que revelan».

qué hacen los agujeros negros

El agujero negro supermasivo en el núcleo de la galaxia elíptica supergigante Messier 87, con una masa de unos 7.000 millones de veces la del Sol,[1] tal y como se representa en la primera imagen en falso color en ondas de radio publicada por el Event Horizon Telescope (10 de abril de 2019).[2][3][4][5] Son visibles el anillo de emisión en forma de media luna y la sombra central,[6] que son vistas ampliadas gravitacionalmente del anillo de fotones del agujero negro y la zona de captura de fotones de su horizonte de sucesos. La forma de media luna se debe a la rotación del agujero negro y a los rayos relativistas; la sombra es aproximadamente 2,6 veces el diámetro del horizonte de sucesos[3].

Simulación animada de un agujero negro de Schwarzschild con una galaxia que pasa por detrás en un plano perpendicular a la línea de visión. Alrededor y en el momento de la alineación exacta (syzygy), se observa una lente gravitacional extrema de la galaxia por parte del agujero negro.

Un agujero negro es una región del espaciotiempo en la que la gravedad es tan fuerte que nada -ninguna partícula ni siquiera la radiación electromagnética, como la luz- puede escapar de él[7] La teoría de la relatividad general predice que una masa suficientemente compacta puede deformar el espaciotiempo hasta formar un agujero negro[8][9] El límite de no escape se llama horizonte de sucesos. Aunque tiene un enorme efecto sobre el destino y las circunstancias de un objeto que lo cruza, según la relatividad general no tiene características localmente detectables[10] En muchos sentidos, un agujero negro actúa como un cuerpo negro ideal, ya que no refleja la luz[11][12] Además, la teoría cuántica de campos en el espaciotiempo curvo predice que los horizontes de sucesos emiten radiación Hawking, con el mismo espectro que un cuerpo negro de una temperatura inversamente proporcional a su masa. Esta temperatura es del orden de mil millonésimas de kelvin para agujeros negros de masa estelar, lo que hace que sea esencialmente imposible de observar directamente.