viernes, 11 de mayo de 2012

Agujeros Negros

    Un agujero negro es una región finita del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que genera un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera los fotones de luz, pueden escapar de dicha región. 

¿Cómo se forman?
         Por lo general se forman cuando una estrella se convierte en supernova: su núcleo explota y no existe una fuerza conocida que pueda detener la inmensa gravedad que se cierne sobre él. Se cree que casi todas las galaxias contienen agujeros negros en su centro, millones y miles de millones más masivos que nuestro sol. Algunos de ellos son los objetos más violentos y energéticos del universo: al absorber estrellas, polvo y gases, estos agujeros negros disparan jets de radio y emiten puntos de luz sumamente intensos llamados cuásares ("fuentes de radio casi estelares"). Otros, con frecuencia los más viejos (como el que yace en el centro de la Vía Láctea), son tragones más calmados. No podemos observar directamente a los agujeros negros, pero sí vemos el efecto que producen sobre el material que los rodea. Son objetos muy prevalentes en el universo y tan densos que nada escapa de su atracción gravitacional.
Su origen
         El origen de los agujeros negros es planteado por el astrofísico Stephen Hawking en su libro de 1988 titulado en español Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros donde explica el proceso que da origen a la formación de los agujeros negros. 
         Se cree que en el centro de la mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros supermasivos. La existencia de agujeros negros está apoyada en observaciones astronómicas, en especial a través de la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas. 
         Dicho proceso comienza posteriormente a la muerte de una gigante roja (estrella de gran masa), llámese muerte a la extinción total de su energía. Tras varios miles de millones de años de vida, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer fuerza sobre sí misma originando una masa concentrada en un pequeño volumen, convirtiéndose en una enana blanca. En este punto, dicho proceso puede proseguir hasta el colapso de dicho astro por la auto atracción gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro. Este proceso acaba por reunir una fuerza de atracción tan fuerte que atrapa hasta la luz en éste.


Tipos de agujeros negros:
  • Agujeros negros supermasivos: Con millones de masas solares. Se hallarían en el corazón de muchas galaxias. Se forman en el mismo proceso que da origen a las componentes esféricas de las galaxias. 
  •  Agujeros negros de masa estelar: Se forman cuando una estrella de masa 2,5 mayor que la masa del Sol se convierte en supernova e implosiona. Su núcleo se concentra en un volumen muy pequeño que cada vez se va reduciendo más. 
  •  Micro agujeros negros: Son objetos hipotéticos, algo más pequeños que los estelares. Éstos pueden llegar a evaporarse en un período relativamente corto fácilmente mediante emisión de radiación de Hawking si son suficientemente pequeños.
Teorías de algunos científicos acerca de los agujeros negros 
         En 1939, Robert Oppenheimer predijo que una estrella masiva podría sufrir un colapso gravitatorio y, por tanto, los agujeros negros podrían ser formados en la naturaleza. Esta teoría no fue objeto de mucha atención hasta los años 60 porque, después de la Segunda Guerra Mundial, se tenía más interés en lo que sucedía a escala atómica. 

         En 1967, Stephen Hawking y Roger Penrose probaron que los agujeros negros son soluciones a las ecuaciones de Einstein y que en determinados casos no se podía impedir que se crease un agujero negro a partir de un colapso. La idea de agujero negro tomó fuerza con los avances científicos y experimentales que llevaron al descubrimiento de los púlsares (estrella de neutrones que emite radiación periódica). Poco después, en 1969, John Wheeler acuñó el término "agujero negro" durante una reunión de cosmólogos en Nueva York, para designar lo que anteriormente se llamó "estrella en colapso gravitatorio completo". 

Importancia!
         En el presente se considera que, pese a la perspectiva destructiva que se tiene de los agujeros negros, éstos al condensar en torno a sí mismos, en la materia sirven en parte a la constitución de las galaxias y a la formación de nuevas estrellas. 



Las aplicaciones más importantes
        Se aplican en la astrofísica ya que conciernen a los núcleos activos de galaxias y cuásares. Los efectos de las enormes energías involucradas allí podrían ser sumamente interesantes y podrían permitir explicar fenómenos que todavía no se comprende.

Uso hipotetico que se le daría a los agujeros negros
         Se piensa que podría ser como una ruta a otros lugares u otros tiempos en el universo. Matemáticamente, un par de agujeros negros podrían formar un "puente" entre dos lugares en el universo, pero no está claro cómo dicho puente podría formarse o sobrevivir. Un agujero negro, como el que se forma con los despojos de una estrella, sería más bien inconveniente para viajes espaciales, porque la materia que cayera en él sería aplastada e incinerada por fuerzas de marea conforme entrara en el agujero. Un agujero negro supermasivo tendría fuerzas de marea menos extremas, pero se piensa que el más cercano está en el centro de nuestra galaxia y por lo tanto a una distancia lejana. Un agujero negro rotante tiene posibilidades más interesantes, porque en él existe una región llamada la ergósfera, justo afuera del horizonte de eventos, que tiene la siguiente propiedad: que los objetos pueden entrar y salir de la ergósfera (si soportan las fuerzas de marea). Una nave espacial llena de basura podría entrar en la ergósfera, botar su carga dentro del agujero negro y salir con más energía que la que tenía al entrar, de esta manera se resolvería la crisis de energía y el problema de contaminación simultáneamente.

Relación con la interacción y la física 
         En 1915, Einstein desarrolló la relatividad general y demostró que la luz era influenciada por la interacción gravitatoria. Unos meses después, Karl Schwarzschild encontró una solución a las ecuaciones de Einstein, donde un cuerpo pesado absorbería la luz. Se sabe ahora que el radio de Schwarzschild es el radio del horizonte de sucesos de un agujero negro que no gira, pero esto no era bien entendido en aquel entonces. El propio Schwarzschild pensó que no era más que una solución matemática, no física. En 1930, Subrahmanyan Chandrasekhar demostró que un cuerpo con una masa crítica, (ahora conocida como límite de Chandrasekhar) y que no emitiese radiación, colapsaría por su propia gravedad porque no había nada que se conociera que pudiera frenarla (para dicha masa la fuerza de atracción gravitatoria sería mayor que la proporcionada por el principio de exclusión de Pauli). Sin embargo, Eddington se opuso a la idea de que la estrella alcanzaría un tamaño nulo, lo que implicaría una singularidad desnuda de materia, y que debería haber algo que inevitablemente pusiera freno al colapso, línea adoptada por la mayoría de los científicos. 
         Stephen Hawking ha trabajado en las leyes básicas que gobiernan el universo. Junto con Roger Penrose mostró que la Teoría General de la Relatividad de Einstein implica que el espacio y el tiempo han de tener un principio en el Big Bang y un final dentro de agujeros negros. Semejantes resultados señalan la necesidad de unificar la Relatividad General con la Teoría Cuántica, es decir, es uno de los pilares fundamentales de la Física actual gran desarrollo científico de la primera mitad del siglo XX. 
   La Teoría Cuántica es una teoría netamente probabilista: describe la probabilidad de que un suceso dado acontezca en un momento determinado, sin especificar cuándo ocurrirá. A diferencia de lo que ocurre en la Física Clásica, en la Teoría Cuántica la probabilidad posee un valor objetivo esencial, y no se halla supeditada al estado de conocimiento del sujeto, sino que, en cierto modo, lo determina.




8 comentarios:

  1. Muy interesante el contenido. Sería genial que una nave espacial pudiese entrar a la ergósfera y salir de ella cargada de energía, lo que que no me parece bien es que se utilizara la ergósfera como basurero, pues ya bastante tenemos contaminado nuestro planeta, como para ir a contaminar el universo, ¿Quien puede asegurar que no existen otras formas de vida en el espacio exterior?

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  2. Existen muchas pruebas científicas en favor de la evolución de los agujeros negros, que se presenta como una realidad que debemos ver y que enriquece nuestro conocimiento de la vida y del ser como tal en el universo. Pero la doctrina de la evolución no responde a todos los interrogantes y sobre todo no responde al gran interrogante filosófico: ¿de dónde viene todo esto y cómo todo toma un camino que desemboca finalmente en el principio, Big Bang?

    En los agujeros negros, para los cuales existe un proceso físico bien estudiado, el colapso gravitatorio (que da lugar a agujeros negros cuando una estrella algo más masiva que el sol agota su "combustible" nuclear)

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  3. los agujeros negros pueden tener sus desventajas como sus ventajas las que podrian ser que teniendo una clase de puente hacia otro universo podriamos descubrir y avanzar la ciencia ya que ello nos ayudaria a ampliar nuestros conocimientos de el universo y las galaxias una gran desventaja puede ser que un agujero negro podia ser peligroso ya que el lo que hace es subsionar.
    los agujeros negros no se han podido estudiar a gran profundidad ya que son muy peligrosos para ingresar a ellos .
    yesenia garcia

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  4. Un agujero negro es un objeto con una gravedad tan fuerte que nada puede escaparse de él, ni siquiera la luz. La masa del agujero negro está concentrada en un punto de densidad casi infinita, llamado singularidad. En la propia singularidad, la gravedad es de una fuerza casi infinita, por lo que aniquila el espacio-tiempo normal. A medida que aumenta la distancia desde la singularidad, su influencia gravitacional disminuye. A determinada distancia, que depende de la masa de la singularidad, la velocidad que se necesita para escapar del agujero negro es igual a la velocidad de la luz. Esta distancia marca el “horizonte” del agujero negro, que es como su superficie. Todo lo que pasa por el horizonte es atrapado dentro del agujero negro. Hay distintos tipos de agujeros negros, dependiendo de su masa.

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  5. Seria muy provechoso que se pudiera pasar por un agujero negro; como también seria una gran experiencia, ayudaría a los científicos a descubrir si son reales sus especulaciones, como saber si en realidad nosotros estamos dentro de un agujero negro. Una gran meta, "pasar por uno de ellos" , ya que los agujeros negros(visto por un microscopio de rayos X) son una gran fuente de rayos X; es decir; que cada objeto que pasa recibe una gran cantidad de rayos X y si no resiste esa presión termina eliminado o destruido; para que una nave pueda pasar por un agujero negro tiene que atravesar 5 etapas: 1-órbita circular estable, 2-órbita circular inestables, 3- no órbita circular, 4-horizonte, 5-horizonte. Si se sobrevive esas 5 etapas, es un gran éxito. el problema mayor que el agujero mas cercano a la tierra se encuentra a 7800 años luz y se llama V404 Cigni y es una distancia muy lejana para llegar hasta alla. Gracias!!! Moisés Herrera

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  6. Apesar de toda la fuerza gravitacional que poseen los agujeros negros. Y estos se hayan formado despues de la explosion del big bang, aun siguen formandose aunque las mayorias son micro agujeros negros y solo hay un agujero negro supermasivo en el centro de la via lactea, en un futuro lejano podrian haber 2, ya que si un agujero negro se forma posteriormente de la muerta de una gigante roja, asi comienza a ejercer fuerza sobre sí misma originando una masa concentrada en pequeño volumen; de esta manera se convierten en una enana blanca. Se sabe que el Sol es una gigante roja osea estrella de gran masa. Los cientificos han dicho que la trayectoria del Sol llegara a su fin dentro de miles millones de años, cuando esto pase se convertirá una enana blanca, es decir, se formaría un segundo agujero negro supermasivo; ya que existe uno en el centro la Vía Láctea.
    Por otra parte, si se lograra visitar un agujero negro confirmariamos si algunas especulaciones como: viajar a través del tiempo. Son ciertas o no, se sabe que la distancia desde nuestro planeta (La Tierra) hacia un agujero negro es bastante significativa. Una forma de poder ir hasta alla, seria crear una nave donde su gasolina se autorecargue con energia, dicha se encuentra en los agujeros. A esto se le llamaria renovable. De alli podriamos hacer muchas investigaciones y descubrimientos que beneficien al mundo.
    Un agujero negro absorbe todo, hasta la luz. Absolutamente nada puede escapar. Una de las incognitas serian: Una vez que un agujero negro absorba estrellas, planetas, cualquier cosa ya que todo esta a su alcance. Entonces, ¿Dentro de un agujero negro habria una galaxia o un nuevo mundo por asi llamarlo?, ¿Que hay realmente dentro de un agujero negro?, ¿El Sol seria el próximo agujero negro supermasivo?. La ciencia siempre busca las respuestas de todo y aun cada dia hay mas preguntas...
    Genesis Giuseppe.

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  7. La información es muy interesante ya que los misterios que se esconden en el espacio son fascinantes y complejos sobre todo lo referente a los agujeros negros. por mi parte sigo muy de cerca los descubrimientos cientificos y toda la informacion sobre la creación por parte de algunos cientificos de un agujero negro, aun cuando muchos no estaban de acuerdo , ya que temian por lo que pudiera pasar.

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  8. Excelente trabajo y muy interesante la información que colocaste acerca de este fenómeno tan interesante y a la vez intrigante, gracias por toda estas información actualizada

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