26 de enero de 2014

¿Existen realmente los agujeros negros?

   Parece que mucho sabemos sobre los agujeros negros. Estamos muy acostumbrados a verlos en televisión y el cine como "pozos" que se tragan todo aquello que se le acerque demasiado, desapareciendo en su interior donde a saber qué le ocurre o dónde va. ¿Pero sabes qué son o cómo se forman? ¿Sabes siquiera si existen realmente? Porque hasta esto último lo han puesto en duda últimamente. Te lo cuento.



¿Qué es un agujero negro?

   Se trata de un objeto físico cuya atracción gravitatoria es tan sumamente grande a su alrededor que ni la propia luz es capaz de escapar y alejarse de él. El objeto sí emitiría luz, como las estrellas o la Luna cuando la refleja del Sol, pero como ésta no puede escapar de su gravedad, un observador lejano (por ejemplo nosotros) no podemos verla, pareciendo un punto "negro". Además, se conoce como "agujero" ya que otros objetos, partículas o luz pueden entrar en ese agujero, pero no salir de él.

   La atracción (o gravedad) con la que estos agujeros negros "atraparán" a otros cuerpos o partículas dependerá fundamentalmente de dos elementos: la masa del agujero negro, a mayor masa mayor atracción; y la distancia a la que se encuentra la partícula a atraer, que es inversamente proporcional a la fuerza de atracción. Así, cuanto más lejos se encuentre ese objeto o partícula, tanto menor será la fuerza de atracción gravitatoria sobre él hacia el agujero. 


¿Cómo se forma un agujero negro? 

   El proceso que lleva a un objeto a convertirse en agujero negro se denomina colapso gravitatorio. Imaginemos una estrella (que es la que generalmente se convierte en agujero negro), la cual es una gran acumulación esférica de gas confinado por su propia atracción gravitatoria. Pero por otro lado, la presión de propio gas por las altas temperaturas de la estrella (por las reacciones de combustión de hidrógeno que vimos en el artículo de cómo produce luz el Sol) actúa como contra-fuerza, opuesta a la de la atracción gravitatoria de la estrella, para mantener su estructura esférica y no disminuir de tamaño por la atracción del gas hacia el centro de la estrella. Así se mantiene durante miles de millones de años.

   Cuando se acaba el combustible, se acaba la fusión de hidrógenos y, con ella, las altas temperaturas que mantenían la presión del gas que soportaba la atracción gravitatoria. Si no aparece otra fuerza que contrarreste esta gravedad (que la hay, conocida como fuerza de degeneración, pero que no voy a explicar), el colapso gravitatorio llevará al gas a concentrarse en el centro de la estrella hasta densidades increíbles. Cuando una estrella de, por ejemplo, tres veces la masa de nuestro Sol alcanza un diámetro de unos 20 Km, llega a una situación en la que la atracción gravitatoria no deja escapar ni la luz, formando el agujero negro.


   La teoría de la relatividad que explica estos agujeros, afirma que irán atrayendo todas las partículas que tengan cerca y creciendo en tamaño hasta llegar a un punto de estacionamiento, estable y sin ningún tipo de evolución en la que el agujero negro ya no "absorberá" nada más y ahí permanecerá eterno.


¿Existen de verdad los agujeros negros?

   Por ahora, los agujeros negros sólo existen sobre el papel y siempre hay mucha riña entre la física teórica y la experimental. Debido a que los agujeros negros, por sus propiedades, no pueden ser vistos, lo único que se tienen son indicios indirectos de que están ahí, o lo que es lo mismo, candidatos a ser agujeros negros.

   
Además, recientemente (ayer), el famoso físico teórico Stephen Hawking ha negado en la revista Nature la existencia de los agujeros negros tal y como se conocían hasta ahora. Según él, no existe el horizonte de sucesos, el cual se definió como el límite que rodea al agujero negro a partir del cuál, la velocidad necesaria para escapar de su atracción es mayor o igual a la de la luz, por lo que ni ésta es capaz de escapar. Hawking acuña entonces el término horizonte aparente, que aspiraría temporalmente la materia y la energía para "escupirlas" después con una forma muy diferente. Para Hawking, tratar de predecir qué nueva forma tendría esa materia sería como tratar de predecir el clima: "es posible, pero muy difícil de hacer". 



Pero como digo, todo es teoría de momento, o casi todo, de un concepto inventado de agujero negro. Sin embargo, existen muchas posibilidades de que realmente existan y son objetos muy codiciados, ya que combina efectos gravitatorios y cuánticos muy complejos, por lo que están en el punto de mira de muchos físicos expertos.

Si aún te quedan dudas (que es muy posible) aquí te traigo resueltas 16 preguntas para no expertos en agujeros negros

¿Y tú, qué conocimientos tienes sobre los agujeros negros?




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