Agujeros Negros

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Los agujeros negros se encuentran en el l铆mite del conocimiento y la comprensi贸n humana.

Agujero negro禄 es una expresi贸n que los humanos usan para representar una regi贸n extremadamente compacta del Universo: una porci贸n del espacio-tiempo donde tanta masa est谩 encerrada en un volumen tan peque帽o, que forma el objeto m谩s compacto que la mente humana puede imaginar.

驴Te imaginas poder comprimir todo el planeta Tierra entre tus dedos, hasta que se convierta en una bola tan grande como una pulgada? Bueno, en este caso, habr铆as hecho el planeta Tierra lo suficientemente compacto para convertirlo en un agujero negro.

Un agujero negro es un objeto c贸smico tan compacto que puede desafiar nuestro concepto mismo de 芦compacidad禄; y en realidad los agujeros negros dan forma a la realidad de una manera extremadamente fascinante.

驴Qu茅 es la compacidad? Es un t茅rmino utilizado para describir cu谩nta masa contiene un volumen. Cuanta m谩s masa se comprima en un volumen dado, m谩s compacto ser谩 el objeto resultante. Cuanto m谩s peque帽o sea el volumen de una masa dada, m谩s compacto ser谩 el objeto resultante.

Nuestro espacio-tiempo (nuestra realidad) est谩 curvado por la presencia de masa; cada cuerpo masivo, incluy茅ndome a m铆, a ti, y a cada presencia terrenal, curva el espacio-tiempo. Cuanto m谩s compacto es el cuerpo masivo en cuesti贸n, m谩s fuerte es la curvatura del espacio-tiempo resultante a su alrededor. Un agujero negro es una regi贸n del espacio-tiempo tan compacta, que la aceleraci贸n gravitacional ejercida cerca de sus bordes es infinita: ni siquiera la luz puede escapar de ella. Alrededor de un agujero negro, el espacio-tiempo es infinitamente curvo.

Representaci贸n bidimensional de la curvatura del espacio-tiempo debido a la presencia de cuerpos masivos. Izquierda: representaci贸n de la curvatura del espacio-tiempo alrededor de una estrella compacta como el Sol; derecha: representaci贸n de la curvatura espacio-temporal alrededor de un objeto compacto como un agujero negro.

El 芦coraz贸n禄 de un agujero negro, de hecho, es una singularidad espacio-temporal. Una singularidad es un punto infinito, una divergencia: un lugar que la mente humana no puede visitar con claridad. Nuestro espacio-tiempo es curvo, y es a煤n m谩s curvo, cuanto m谩s masa se encierra en un volumen peque帽o. El espacio-tiempo alrededor de un agujero negro es tan curvo que ni siquiera la luz (隆muy ligera!) puede salir de 茅l. Todo el espacio-tiempo est谩 enrollado sobre s铆 mismo.

Los agujeros negros no tienen una superficie s贸lida: su borde se llama 芦Horizonte de Sucesos芦. El Horizonte de Sucesos es la regi贸n del espacio-tiempo alrededor del agujero negro m谩s all谩 del cual la atracci贸n gravitacional es tan fuerte que no permite que ning煤n objeto escape: ni siquiera la luz. Por lo tanto, todo lo que entra en un agujero negro permanece dentro del agujero negro.

Esta es la raz贸n por la que llamamos a estos objetos 芦agujeros negros芦: porque no podemos ver nada proveniente de ellos, ni siquiera la luz; y porque cualquier cosa lo suficientemente cerca de ellos, nunca podr谩 escapar. Pero en realidad, los agujeros negros no son 芦negros禄: los agujeros negros no tienen color o, podr铆amos decir, tienen todos los colores del Universo! Simplemente no podemos ver estos colores, por definici贸n del agujero negro en s铆 (los colores se transmiten por la luz: los colores son luz). Los agujeros negros ni siquiera son 芦agujeros禄: m谩s bien son picos infinitos de densidad en la estructura del espacio-tiempo del Universo. Esta es la raz贸n por la cual varios agujeros negros pueden encontrarse y fusionarse, formando agujeros negros m谩s grandes, ayudando as铆 a formar las estructuras c贸smicas que observamos en el Universo.

En general, los agujeros negros son objetos simples. Todos se parecen entre s铆, y pueden describirse completamente solo por tres propiedades f铆sicas: la carga el茅ctrica, la velocidad de rotaci贸n, y la masa. Adem谩s, afortunadamente para los humanos que se dedican al estudio de los agujeros negros c贸smicos, en nuestro Universo la carga el茅ctrica de los agujeros negros es insignificante: por lo tanto, podemos concentrarnos en su velocidad de rotaci贸n (tambi茅n llamada spin) y especialmente (porque m谩s f谩cil de medir que el spin): en su masa.

El tama帽o de un agujero negro depende principalmente de su masa. El horizonte de sucesos de un agujero negro con la masa equivalente a la masa del planeta Tierra tiene un par de cent铆metros de largo; pero un agujero negro con la masa de una estrella como nuestro Sol es tan grande como una metr贸poli terrestre. 隆Los agujeros negros m谩s grandes que conocemos son tan grandes como todo el Sistema Solar! Estos agujeros negros pueden contener una masa equivalente a la de decenas de miles de millones de veces la masa de nuestra estrella Sol.

Un agujero negro puede describirse como una singularidad espacio-temporal alrededor de la cual hay una regi贸n de no retorno, definida por el Horizonte de Sucesos.

The first image ever taken by humans of the shadow of a black hole.
Est谩s observando los l铆mites del conocimiento humano: esta es la primera imagen de la sombra de un agujero negro, lo que est谩 en el centro de la galaxia Messier 87. Esta imagen fue publicada en 2019 por la colaboraci贸n de los astr贸nomos 芦Event Horizon Telescope禄.
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