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El Origen Secreto de los Agujeros Negros, cómo se forman y cómo influyen en el Universo

Creada17-10-2017
Modificada17-10-2017
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Reseña del Documental Agujeros Negros: El Origen Secreto de la serie La Historia del Universo

El Origen Secreto de los Agujeros Negros

En el Universo conocido existen 2 Billones de galaxias. Cada galaxia es diferente a las demás, pero todas tienen una cosa en común. En el interior de todas las galaxias hay un Agujero Negro Supermasivo (ANS).

En el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, se encuentra Sagitario A, un ANS que tiene la masa de 4 Millones de Masas Solares.

Es grande, pero no tanto como otros. El ANS del centro de la Galaxia Andrómeda es 25 veces mayor: tiene 100 Mega·MasasSolares.

El ANS de OJ-287 tiene 18 Giga·MasasSolares. Y NGC-4889 pesa 21 Giga·MasasSolares.

Y los hay aún más grandes.

¿Cómo han podido llegar a crecer tanto?

El Nacimiento de un Agujero Negro

Un Agujero Negro se forma cuando una estrella 20 veces mayor que nuestro Sol consume su energía, se dejan de producir reacciones de fusión en el interior y al faltar esa energía el interior de la estrella no puede soportar el peso de veinte soles. Entonces toda la masa de la estrella cae hacia el núcleo condensándose de forma extraordinaria hasta ocupar un volumen sumamente pequeño, de unos 15 Km de diámetro.

En la misma escala, es como si la Tierra se redujera al tamaño de una pelota de golf.

Un Agujero Negro crece cuando se traga materia de su entorno, gases, polvo, meteoritos, lunas, planetas o estrellas. U otros Agujeros Negros.

En el centro de las galaxias existen ANS, y durante mucho tiempo se pensó que los ANS se habían formado porque se habían dado un gigantesco atracón, tragándose estrellas y a otros AN, pero había algo que no encajaba con la teoría.

¿Donde estaban los AN intermedios?

Todos los Agujeros Negros que hemos localizado en el Universo son de dos tamaños: Pequeño o Supergrande.

Entonces se descubrió NGC 1399, en cuyo interior había un ANS de tamaño intermedio: Sólo 500 M·Ms.

Pero al estudiar la secuencia de cómo crecían los AN llegamos a una incongruencia. Para que un ANS alcanzara un tamaño tan inmenso tendría que tragarse tantas estrellas que era materialmente imposible que pudiera hacerlo en el tiempo que lleva existiendo el Universo.

¡No han tenido tiempo de crecer tanto!

De Bebé a Gigante

Agujero Negro con Chorros de Rayos Gamma

Un AN crece tragando materia de su entorno, pero cuando hay demasiada materia intentando entrar por una puerta tan pequeña, la materia se apelotona, se atasca, se frota entre sí y se calienta tanto que se transforma en plasma muy caliente y energético. Entonces el AN eructa. La materia que no consigue entrar sale disparada en dos intensos chorros por los polos magnéticos del AN y genera unos estallidos magnéticos tan intensos que literalmente barren la materia alejándola.

Cuando la materia es barrida el AN deja de tragar y crecer, su intensidad magnética disminuye y de nuevo la materia vuelve a caer en un ciclo más o menos regular.

El ANS de la galaxia NGC-2276, a 120 Mal de la Tierra y con una masa de 50 K·Ms lleva a cabo este ciclo aproximadamente cada 10 años.

De esta forma, un AN regula la velocidad a la que es capaz de tragar materia, y a ese ritmo cíclico resulta imposible que un AN pueda convertirse en un ANS en el tiempo que lleva existiendo el Universo, ni aún en un tiempo 10 veces mayor.

Y un nuevo descubrimiento vienen a complicarlo todo. Se ha observado un ANS con 12 G·Ms, pero lo hemos observado a 12 Gal de distancia. Eso significa que lo estamos viendo tal como era hace 12 Ga, menos de 2 Ga después del Big Bang. Y de nuevo es imposible que en un período tan breve un AN haya podido crecer tanto. Es como si entráramos en la sala de partos y encontráramos un bebé de 500 Kg.

Y si los ANS no han podido crecer hasta su tamaño actual ¿es posible que ya hubieran nacido con ese tamaño?

Colapso Directo

En los instante posteriores al Big Bang las condiciones del Universo eran muy diferentes a las actuales. El Universo era mucho más denso y caliente y eso hizo que se formaran estrellas mucho más masivas que las actuales.

A partir de esas primeras estrellas, mucho más masivas que nuestro Sol, pudieron formarse los primeros AN, pero no serían supermasivos.

Se ha sugerido que un proceso que podría crear un AN directamente, sin pasar por la fase de estrella, podría ser un Colapso Directo. Una nube de gas, que no gire y que caiga directamente hacia el centro de la nube de tal forma que toda la masa llegue a su centro simultáneamente formaría directamente un AN o, si la nube es de entrada muy grande, un ANS.

Pero las condiciones tendrían que ser tan exactas que es materialmente imposible que se produzcan.

Estrella Oscura

Otra posibilidad que se ha propuesto es que los ANS hayan nacido a partir, no de Materia ordinaria, sino de Materia Oscura.

En realidad, de todo lo que vemos en el Universo, sólo el 4'8% es materia ordinaria. El 95'2% es Energía y Materia Oscuras.

La Materia Oscura no interactúa con la Materia Ordinaria pero sí la afecta gravitatoriamente. Es posible que en el Origen del Universo se formaran nubes mucho más masivas de lo que se ha pensado hasta ahora, gracias a que estaban formadas por una gran cantidad de Materia Oscura.

La gravedad puede haber hecho que se formen condensaciones mucho más grandes de lo que imaginamos. Después, al concentrarse en su centro, la Materia Oscura, que tiene la particularidad de que es su propia antimateria, se aniquila al chocar con otras partículas de Materia Oscura, pero para entonces la Materia Ordinaria que ha sido arrastrada por la gravedad de la Materia Oscura es mucha más, lo bastante para formar una estrella supermasiva que arderá en poquísimo tiempo, muy pocos millones de años, antes de convertirse en una Hipernova y dejar tras de sí un ANS.

La Mesa Vacía

A 200 Mal, unas 80 veces la distancia a Andrómeda, se ha encontrado un ANS de 17 G·Ms.

Lo sorprendente es que se ha encontrado en una zona del universo que se encuentra relativamente vacía.

Si hemos comprobado que los AN crecen devorando lo que le rodea, si en esa zona no hay nada de lo que alimentarse ¿cómo ha crecido hasta alcanzar la masa de 17.000 Millones de soles?

¿Es posible que esa zona esté vacía porque la cena ha terminado, porque precisamente, el AN se lo ha comido todo?

Aún así, un AN no puede comer tan rápido, si toda una galaxia cayera demasiado deprisa hacia el ANS, la reacción sería que se producirían eyecciones de masa, radiaciones y ondas magnéticas que frenarían la caída de la materia galáctica.

Debe haber otra explicación.

Agujeros Caníbales

Hace poco tiempo se puso en funcionamiento el Observatorio LIGO, para detectar ondas gravitacionales, y al poco tiempo se pudo captar la primera señal.

Las ondas gravitacionales habían sido producidas por dos AN al chocar entre sí. Y las medidas eran tan precisas que se pudo determinar que los dos AN tenían las masas de 29 y 36 soles, respectivamente.

Al chocar se fusionaron para formar un único AN de 62 Ms.

En el proceso, 3 Masas Solares se convirtieron en energía, la energía de tres soles emitida en unas décimas de segundo.

Tal vez sea éste el mecanismo por el cual llegan a crecer tanto los ANS. No hay un AN comiéndoselo todo, sino muchos AN que, tras devorar todo lo que encuentran, se ponen a devorarse entre sí.

Como ocurrirá con el AN del centro de la Vía Láctea. Dentro de unos 4 Ga la galaxia Andrómeda pasará tan cerca de la Vía Láctea que se formará un puente entre ambas. El puente de estrellas se estirará pera luego volver a encogerse y en unos cuantos Ga más las dos galaxias se mezclarán, sus centros se fusionarán y nuestro ANS Sagitario A será tragado por el ANS 25 veces mayor de Andrómeda.

En mi opinión

Hasta ahora, todos los documentales y artículos que he visto hablaban de que en el Universo existen unos 100.000 Millones de Galaxias. En este afirman, creo que por primera vez, que son más de 2 Billones. Según unos cálculos que hice en La Ciencia del Big Bang y la Gran Onda, en el 2.015, en el capítulo ¿Cuántas Galaxias Hay? calculé que debían ser unos 10 Billones de Galaxias.

Parece que nos vamos poniendo de acuerdo.

Un par de veces en el documental se menciona la posibilidad de que los ANS hayan nacido ya gigantes y se ha intentado dar una explicación de cómo pudieron formarse.

Pero mi opinión, que explico en el artículo Los Agujeros Negros y la Gran Onda, es que cuando se produjo el Big Bang TODO el Universo era un único Agujero Negro que al expandirse se rasgó dividiéndose en 10 billones de ANS de muy diversos tamaños. En el espacio vacío dejado por esos ANS mientras se iban alejando unos de otros apareció el Hidrógeno del que cientos de millones de años más tarde comenzaron a formarse grandes estrellas y en las siguientes generaciones los planetas y AN de tamaño pequeño, pocas decenas o cientos de Masas Solares, que son los que hoy existen.

Mientras el Universo se sigue expandiendo y los 10 billones de ANS están cada vez más lejos entre sí, alrededor de cada uno de ellos se formaron las galaxias.

No hace falta recurrir a la Materia Oscura ni a la Energía Oscura, dos teorías que de momento no tienen ninguna evidencia que las apoye, para explicar este proceso.

Ver Ficha de Agujeros Negros: El Origen Secreto de la serie La Historia del Universo

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