Calabozo. ¿Cómo se crea y se puede ver?

Un agujero negro es un objeto astronómico, una región del espacio-tiempo con una gravedad extraordinaria. Los astrónomos saben poco al respecto todavía, la investigación aún está en curso y suscita muchas dudas. ¿Qué es un agujero negro? ¿Por qué se caracteriza? ¿Puedes verlo?

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1. ¿Qué es un agujero negro?

Un agujero negro es una región del espacio-tiempo, una creación de la gravedad, a la que están sometidas partículas tanto pequeñas como grandes en masa, incluida la luz. Según la teoría de la relatividad, para que surja, es necesario acumular una masa suficientemente grande en un volumen suficientemente pequeño.

El agujero negro está rodeado por una superficie definida matemáticamente llamada horizonte de eventos que marca el límite sin retorno. Se llama negro porque absorbe completamente la luz que golpea el horizonte, no reflejando nada como un cuerpo negro en termodinámica.

La teoría cuántica del campo predice que este agujero emite radiación como un cuerpo negro con una temperatura distinta de cero. Esta temperatura es inversamente proporcional a la masa del agujero negro, lo que dificulta ver en un agujero negro con una masa estelar o mayor.

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2. ¿Cómo se forma un agujero negro?

Según la teoría de Einstein, el tiempo fluye más lento en un campo gravitacional fuerte que en uno débil. Los procesos que tienen lugar en él son más lentos (dilatación del tiempo) desde el punto de vista del observador, y los campos gravitacionales fuertes cambian las propiedades geométricas del espacio, lo que puede significar, por ejemplo, que la suma de los ángulos del triángulo no será 180 °.

El espacio y el tiempo crean un espacio-tiempo curvo de cuatro dimensiones. La fuerza de gravedad sobre la superficie de la estrella es infinita y, a medida que el tamaño del cuerpo se acerca al radio gravitacional, tiende al infinito.

Cuando esto sucede, no se puede equilibrar con la presión finita y el cuerpo tiene que colapsar hacia adentro, creando un agujero negro. El tiempo comienza a correr más lento cerca de él y el flujo del tiempo desaparece por completo en la superficie exterior del agujero negro.

Los agujeros negros de masa estelar se forman como resultado del colapso gravitacional mencionado anteriormente de estrellas muy masivas hacia el final de sus vidas. También hay agujeros negros millones de veces la masa del sol.

Según los investigadores, los agujeros negros de este tipo se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias. Hay evidencia de un agujero negro con una masa de aproximadamente 4 millones de masas solares en el centro de la Vía Láctea.

También podemos distinguir los agujeros negros con una masa intermedia entre supermasivos y estelares, mientras que los agujeros negros más pesados ​​se denominan ultramasas.

Cualquier cuerpo que caiga en un agujero negro no puede salir de él, ya que todas las rutas de escape conducen al interior. No solo la materia está atrapada en él, sino también la luz que se mueve a lo largo de líneas geodésicas.

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3. ¿Se puede observar un agujero negro?

No es posible detectar agujeros negros directamente. Su presencia se infiere de su interacción con la materia circundante, la luz y otros tipos de radiación electromagnética.

Por ejemplo, la materia que cae a la superficie de un agujero negro puede formar un disco de acreción que genera enormes cantidades de radiación debido a la fricción, la ionización y la alta aceleración de las partículas absorbidas.

Cierta parte de la materia ionizada del disco, bajo la influencia de su campo electromagnético, puede escapar en las direcciones del eje de rotación, creando enormes chorros.

Los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias activas alrededor de las cuales tiene lugar la acreción hacen que brillen de manera inusual y muy intensa, por lo que los objetos que contienen agujeros negros pueden estar entre los más brillantes del Universo.

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