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    Las cosas más aterradoras del universo son los agujeros negros, y aquí hay tres razones

    Una fotografía de un agujero negro en el centro de la galaxia M87. El agujero negro está delimitado por la emisión de gas caliente que se arremolina a su alrededor bajo la influencia de una fuerte gravedad cerca de su horizonte de eventos. Crédito:Fundación Nacional de Ciencias

    Halloween es un momento para ser perseguido por fantasmas, duendes y necrófagos, pero nada en el universo da más miedo que un agujero negro.

    Los agujeros negros, regiones en el espacio donde la gravedad es tan fuerte que nada puede escapar, son un tema candente en las noticias en estos días. La mitad del Premio Nobel de Física 2020 fue otorgado a Roger Penrose por su trabajo matemático que muestra que los agujeros negros son una consecuencia ineludible de la teoría de la gravedad de Einstein. Andrea Ghez y Reinhard Genzel compartieron la otra mitad por mostrar que un enorme agujero negro se encuentra en el centro de nuestra galaxia.

    Los agujeros negros dan miedo por tres razones. Si cayeras en un agujero negro que sobró cuando murió una estrella, serías destrozado. También, los enormes agujeros negros que se ven en el centro de todas las galaxias tienen un apetito insaciable. Y los agujeros negros son lugares donde se borran las leyes de la física.

    He estado estudiando los agujeros negros durante más de 30 años. En particular, Me he centrado en los agujeros negros supermasivos que acechan en el centro de las galaxias. La mayor parte del tiempo están inactivos, pero cuando están activos y comen estrellas y gas, la región cercana al agujero negro puede eclipsar a toda la galaxia que los alberga. Las galaxias donde los agujeros negros están activos se llaman cuásares. Con todo lo que hemos aprendido sobre los agujeros negros en las últimas décadas, todavía quedan muchos misterios por resolver.

    Muerte por agujero negro

    Se espera que se formen agujeros negros cuando muere una estrella masiva. Después de que se agota el combustible nuclear de la estrella, su núcleo colapsa al estado más denso de materia imaginable, cien veces más denso que un núcleo atómico. Eso es tan denso que los protones, los neutrones y los electrones ya no son partículas discretas. Dado que los agujeros negros son oscuros, se encuentran cuando orbitan una estrella normal. Las propiedades de la estrella normal permiten a los astrónomos inferir las propiedades de su compañera oscura, un agujero negro.

    El primer agujero negro confirmado fue Cygnus X-1, la fuente de rayos X más brillante de la constelación de Cygnus. Desde entonces, Se han descubierto alrededor de 50 agujeros negros en sistemas donde una estrella normal orbita alrededor de un agujero negro. Son los ejemplos más cercanos de unos 10 millones que se espera que estén esparcidos por la Vía Láctea.

    Los agujeros negros son tumbas de materia; nada puede escapar de ellos, ni siquiera luz. El destino de cualquiera que cayera en un agujero negro sería una dolorosa "espaguetificación, "una idea popularizada por Stephen Hawking en su libro" Una breve historia del tiempo ". En espaguetificación, la intensa gravedad del agujero negro te separaría, separando tus huesos, músculos, tendones e incluso moléculas. Como el poeta Dante describió las palabras sobre las puertas del infierno en su poema Divina comedia:Abandona la esperanza, todos los que entráis aquí.

    Una bestia hambrienta en cada galaxia

    Durante los últimos 30 años, Las observaciones con el telescopio espacial Hubble han demostrado que todas las galaxias tienen agujeros negros en sus centros. Las galaxias más grandes tienen agujeros negros más grandes.

    La naturaleza sabe cómo hacer agujeros negros en una asombrosa gama de masas, desde cadáveres estelares de unas pocas veces la masa del Sol hasta monstruos decenas de miles de millones de veces más masivos. Esa es la diferencia entre una manzana y la Gran Pirámide de Giza.

    Solo el año pasado Los astrónomos publicaron la primera imagen de un agujero negro y su horizonte de eventos, una bestia de 7 mil millones de masas solares en el centro de la galaxia elíptica M87.

    Es mil veces más grande que el agujero negro de nuestra galaxia, cuyos descubridores ganaron el Premio Nobel de este año. Estos agujeros negros son oscuros la mayor parte del tiempo, pero cuando su gravedad atrae las estrellas y el gas cercanos, se activan intensamente y emiten una gran cantidad de radiación. Los agujeros negros masivos son peligrosos de dos formas. Si te acercas demasiado la enorme gravedad te absorberá. Y si están en su fase de cuásar activa, Serás destruido por una radiación de alta energía.

    ¿Qué tan brillante es un quásar? Imagínese flotando sobre una gran ciudad como Los Ángeles por la noche. Los aproximadamente 100 millones de luces de los automóviles, las casas y calles de la ciudad corresponden a las estrellas de una galaxia. En esta analogía, el agujero negro en su estado activo es como una fuente de luz de 1 pulgada de diámetro en el centro de Los Ángeles que eclipsa a la ciudad por un factor de cientos o miles. Los quásares son los objetos más brillantes del universo.

    Los agujeros negros supermasivos son extraños

    El agujero negro más grande descubierto hasta ahora pesa 40 mil millones de veces la masa del Sol, o 20 veces el tamaño del sistema solar. Mientras que los planetas exteriores de nuestro sistema solar orbitan una vez cada 250 años, este objeto mucho más masivo gira una vez cada tres meses. Su borde exterior se mueve a la mitad de la velocidad de la luz. Como todos los agujeros negros los enormes están protegidos de la vista por un horizonte de sucesos. En sus centros hay una singularidad, un punto en el espacio donde la densidad es infinita. No podemos entender el interior de un agujero negro porque las leyes de la física se rompen. El tiempo se congela en el horizonte de eventos y la gravedad se vuelve infinita en la singularidad.

    La buena noticia sobre los agujeros negros masivos es que podrías sobrevivir cayendo en uno. Aunque su gravedad es más fuerte, la fuerza de estiramiento es más débil de lo que sería con un pequeño agujero negro y no te mataría. La mala noticia es que el horizonte de sucesos marca el borde del abismo. Nada puede escapar del interior del horizonte de sucesos, para que no pudieras escapar o informar sobre tu experiencia.

    Según Stephen Hawking, los agujeros negros se están evaporando lentamente. En el futuro lejano del universo mucho después de que todas las estrellas hayan muerto y las galaxias hayan sido arrancadas de la vista por la acelerada expansión cósmica, los agujeros negros serán los últimos objetos supervivientes.

    Los agujeros negros más masivos tardarán una cantidad inimaginable de años en evaporarse, estimada en 10 elevado a la centésima potencia, o 10 con 100 ceros después. Los objetos más espantosos del universo son casi eternos.

    Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.




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