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Documental del año 2.016 donde se describen los últimos descubrimientos científicos y teorías sobre los Agujeros Negros

Creada19-06-2017
Modificada19-06-2017
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Reseña del Documental Agujeros Negros: El Gran Enigma del Universo

Agujeros Negros
El Gran Enigma del Universo

Desde la antigüedad han habido personas que han querido entender cómo funcionan los astros, especialmente las estrellas y sus movimientos.

Los primeros intentos prehistóricos de encontrar un sentido a las observaciones celestes dieron lugar a la construcción de los primeros calendarios hechos con piedras erigidas en alineaciones orientadas a la salida y puesta del Sol y de la Luna en determinadas fechas.

Los monumentos megalíticos como Stonehenge son los que han sobrevivido, pero había muchos otros hechos con troncos de madera que, al cabo de miles de años han dejado muy poco material para la investigación arqueológica.

Isaac Newton fue el primero en descubrir que los astros estaban sometidos a las mismas leyes naturales que provocaban la caída de los cuerpos y consiguió descubrir las fórmulas matemáticas para calcular la fuerza de la Gravedad y predecir el futuro movimiento de los astros.

A raíz de sus descubrimientos, el astrónomo inglés John Michel propuso en 1.783 que si la luz es una radiación de partículas emitidas por las estrellas, una estrella que fuese MUY masiva no dejaría escapar esa radiación y la estrella sería negra.

Su contemporáneo, el matemático Pierre Simon Laplace, desarrolló esta idea y cuantificó la magnitud gravitatoria necesaria para crear una Estrella Negra.

Albert Eisntein, en su teoría de la Relatividad, mostró que el Espacio-Tiempo era deformado por las masas de las estrellas y que la Gravedad era una consecuencia de esa deformación del espacio.

Un Rayo de Luz en un Espacio Torcido

Para entender cómo la gravedad afecta a la trayectoria de los rayos de luz solemos usar el ejemplo de una lona elástica horizontal de extensión infinita. Es una simplificación de nuestro espacio 3D en una superficie 2D, pero los efectos resultan así bastante fáciles de entender.

Rayos de luz desviados por una masaSi por la lona (el espacio) hacemos rodar varias canicas (los fotones) éstos seguirán su camino en línea recta. Pero si colocamos una pelota lo bastante pesada para deformar la lona (un planeta o estrella) las canicas que pasen por la zona deformada torcerán su trayectoria hacia la pelota y, una vez hayan pasada la deformación seguirán su camino de nuevo en línea recta.

El espacio deformado actúa como una lente para los rayos de luz y cuando la luz de una galaxia pasa alrededor de otra los rayos se concentrarán y, cuando lleguen hasta nosotros veremos la galaxia original deformada en un arco de círculo. Si las dos galaxias están perfectamente alineadas con nuestros telescopios el arco puede tener 360 grados, formando lo que se llama un Anillo de Einstein, que fue el primero que describió este fenómeno mucho antes de que lo llegáramos a observar.

Arcos de luz desviada por una Lente GravitacionalLos Anillos de Einstein completos son poco frecuentes, pero sí son habituales los arcos de mayor o menor amplitud cuando observamos galaxias MUY lejanas situadas detrás de otras más cercanas. Y el tamaño y amplitud del arco nos da una valiosa información sobre la cantidad de masa de la galaxia que ha creado esa deformación del espacio.

La Vida de las Estrellas

Desde el Big Bang se han formado billones de estrellas. La nuestra, el Sol, se formó hace 4'5 Ga y creemos que vivirá hasta cumplir 10 ó 12 Ga.

Debido a su pequeño tamaño el Sol convierte el Hidrógeno en Helio a una velocidad relativamente lenta. Cuando la cantidad de Helio del núcleo alcance una determinada magnitud comenzará a convertir el Helio en Carbono y la estrella se hinchará para convertirse en una Gigante Roja. Después, dentro de unos 6 Ga se convertirá en una Enana Blanca tras lo que, poco tiempo después, se apagará.

Las estrellas diez veces más grandes que nuestro Sol consumirán el Helio mucho más rápido, y en pocos Millones de años crearán otros elementos más pesados que el Carbono, hasta llegar al Hierro. Entonces se producirá una gigantesca explosión, conocida como Supernova y su núcleo quedará convertido en una pesada estrella de Neutrones.

Y si la estrella es treinta veces mayor que el Sol el proceso es aún más rápido y violento y lo que queda tras la explosión de una Hipernova es una gran cantidad de gas disperso alrededor de un Agujero Negro.

Agujeros Negros Supermasivos

En el centro de muchas galaxias se ha detectado la presencia de Agujeros Negros Supermasivos. En nuestra propia Vía Láctea, a 26.000 al de distancia, hay un ANS que, según los cálculos, tiene 4.300 millones de veces la masa del Sol.

Si la Vía Láctea contiene unas Cien Mil Millones de estrellas, el Agujero Negro central contiene un 4'3% de la masa de la Galaxia.

Estrella Cignus X1 devorada por un Agujero NegroAún no se sabe con seguridad cómo un AN puede ser tan masivo. Se sabe que pueden crecer absorbiendo la materia de otras estrellas de su entorno. Es lo que ocurre con el sistema binario Cignus X1, descubierto en los años 70 y del que se ha podido ver que está formado por una estrella y un AN que está absorbiendo su masa en un disco de acreción, emitiendo dos chorros energéticos muy intensos en las dos direcciones perpendiculares al disco.

Se ha comprobado que estos chorros energéticos cuando bombardean nubes de gas, hacen que éste se condense para formar nuevas estrellas.

Agujeros Gris Oscuro

Por su propia naturaleza, los Agujeros Negros son invisibles. Ninguna luz puede salir de ellos. Pero la materia que cae en él, antes de alcanzar el Horizonte de Sucesos, emite grandes cantidades de radiación en todas las frecuencias imaginables, desde las ondas de radio, pasando por la luz visible y hasta los rayos X y Gamma más energéticos.

Todas esas radiaciones se están observando para intentar comprender su funcionamiento.

Según Stephen Hawking, basándose en la teoría cuántica, es posible que los Agujeros Negros no sean tan negros, después de todo. En todo punto del espacio se forman continuamente pares de partículas que viajan durante un período muy breve y, al volver a colisionar se destruyen de inmediato. Ocurre en el vacío espacial, en el espacio interatómico, dentro de los átomos y aún dentro de partículas como los protones.

Hawking postuló que si se forma un par justo en el horizonte de sucesos, una de las partículas podría emerger del agujero negro, emitiendo lo que se conoce como Radiación de Hawking.

Mientras un agujero negro absorba materia de su entorno, crecerá. Cuando no reciba más aportaciones de materia, perderá masa, a un ritmo muy lento, pero en el plazo de cientos de miles de millones de años pueden llegar a disolverse en la nada.

Agujeros de Gusano

A lo largo del proceso de investigación se ha especulado mucho sobre cómo afectaría un agujero negro al tejido espacial. Algunos astrofísicos piensan que la deformación espacial puede ser tan intensa que se forme un tubo, un corredor que comunique una zona del espacio con otra. El concepto, llamado Agujero de Gusano, ha sido utilizado en la literatura de Ciencia-Ficción para imaginar medios de viajar más rápido que la luz. Lo cierto es que son meras especulaciones, no hay ninguna evidencia física ni demostración matemática de que los Agujeros de Gusano existan.

Y si existieran ¿cómo podría ser posible entrar en uno?

Conforme nos acercamos al horizonte de sucesos estaremos acompañados por muchas partículas que caen hacia él y se desintegran provocando una emisión letal de radiaciones. Aún cuando nos blindáramos contra ellas, los efectos relativistas harán que el tiempo transcurra cada vez más despacio hasta llegar a detenerse.

Y lo peor, el gradiente gravitatorio será cada vez más intenso, atrayendo a  nuestros pies con muchísima más intensidad que a nuestra cabeza. Sería como estar en un potro de torturas sometidos a estiramiento, pero con una tensión de miles o millones de Kg. Nuestros cuerpos y nuestras naves serían espaguetizados. Ni siquiera los átomos permanecerían íntegros, sino que serían convertidos en un chorro de plasma.

Lo que acabase entrando en el Horizonte de Sucesos sería un chorro de partículas elementales, ni siquiera átomos.

Nadie ni nada podría sobrevivir al Horizonte de Sucesos de un Agujero Negro.

El Experimento del Juicio Final

En el Colisionador de Hadrones del CERN, en Ginebra, se realizan experimentos acelerando partículas a una velocidad muy cercana a la de la Luz y haciéndolas chocar. Rompiendo las partículas y examinando el trayecto que siguen los fragmentos intentamos conocer de qué está hecha la materia.

Contando con una cantidad de energía lo bastante grande, algunos físicos de partículas creen que podríamos crear pequeños agujeros negros. Aunque se ha advertido que un agujero negro podría empezar a devorar la materia de su entorno haciéndose cada vez más grande hasta tragarse a TODO el planeta Tierra, los físicos opinan que los agujeros creados serían tan pequeños que en menos de una sextillonésima de segundo se desintegrarían debido a la radiación de Hawking, sin dar tiempo a que ni un sólo átomo cayera hasta él. Pero de su desintegración se emitirían partículas que ya conocemos y nos darían una información muy valiosa sobre cómo funciona el tejido del Espacio-Tiempo.

Y eso podría llevarnos a averiguar si la Teoría de las Supercuerdas, la última desarrollada para entender el comportamiento de la materia y el espacio, es correcta o aún debemos seguir investigando para resolver El Gran Enigma del Universo.

En mi opinión

Algunos experimentos son peligrosos. Antes de realizarlos hay que evaluar la Probabilidad de Fracaso y la Magnitud del Peligro. Aunque la Probabilidad de Fracaso de este experimento PARECE que es muy pequeña, la Magnitud del Peligro es TOTAL.

Yo me esperaría unas cuantas décadas a que se construyan estaciones espaciales y construir entonces un acelerador de partículas en el espacio, a ser posible en una órbita muy lejana a la Tierra.

Por si acaso.

Ver Ficha de Agujeros Negros: El Gran Enigma del Universo

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