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¿Qué hay dentro de un agujero negro?

marzo 27, 2022

Estos objetos misteriosos representan todo lo que se desconoce, pero por primera vez, los científicos están echando un vistazo con la primera imagen de un agujero negro. Esto es lo que encontraron.

primera imagen de un Agujero Negro, Espacio

COLABORACIÓN DEL TELESCOPIO HORIZONTE DE EVENTOS/FOLLETO/EPA-EFE/REX/Shutterstock

¿Conoces todas esas imágenes de agujeros negros que has visto en línea o en tu libro de texto de astronomía de la escuela secundaria? Son todas ilustraciones. Sí, son solo representaciones falsas de cómo los científicos pensaron que se veían según sus cálculos. Los agujeros negros eran uno de esos misterios científicos que nadie ha descubierto. Es por eso que el reciente lanzamiento de la primera imagen real de un agujero negro, ubicado en la galaxia M87, es tan importante: es la primera evidencia observacional directa de que existen agujeros negros. «Es simplemente inspirador tener una imagen real de este asombroso objeto que previamente habíamos ‘visto’ solo en diagramas, simulaciones y ecuaciones», dice el astrofísico Benjamin Monreal, PhD, profesor asociado de física Agnar Pytte en la Universidad Case Western Reserve.

Pero eso nos lleva a la siguiente pregunta: ¿Qué hay dentro de un agujero negro? Para intentar responder eso, primero, necesitamos explorar algunos datos de astronomía que nunca aprendiste en la escuela.

¿Qué es un agujero negro?

Aunque todo el mundo conoce el término, la mayoría de nosotros (que no somos astrofísicos) puede que no sepamos exactamente qué es un agujero negro. “Un agujero negro es un objeto tan masivo que su extrema gravedad hace que todo, incluso la luz, caiga hacia adentro”, dice Monreal. ¿Sigo confundido? Piense en una bola de bolos en un trampolín: hace una gran depresión en el medio, por lo que si le arroja algunas canicas, se caerán. Los agujeros negros deforman el espacio y el tiempo a su alrededor (llamados juntos espacio-tiempo) de la misma manera. “De un agujero negro, incluso la velocidad de la luz no es suficiente para escapar”, dice Monreal. “El espacio está tan deformado que la única dirección es hacia abajo”. Por eso son “negras”, o mejor dicho, invisibles: ninguna luz puede escapar para que las veamos.

¿Cómo se hace un agujero negro?

Está bien, pero exactamente qué es un agujero negro? “Los agujeros negros comienzan cuando la materia ordinaria se comprime en un volumen lo suficientemente pequeño”, dice Monreal. Por ejemplo, cuando las estrellas enormes se quedan sin combustible, colapsan sobre sí mismas por la gravedad, creando un agujero negro. «El agujero negro M87 del que tenemos esta nueva imagen probablemente se formó a partir de enormes nubes de gas hidrógeno que colapsaron», dice Monreal.

¿Qué hay dentro de un agujero negro?

Aunque los agujeros negros en sí mismos no se pueden ver, los científicos sabían que estaban allí por la forma en que otros objetos, como las estrellas, actúan a su alrededor; estos objetos en la zona segura no son atraídos pero aún se ven afectados por su fuerza. Por otro lado, la materia que pasa por el punto de no retorno, llamado horizonte de sucesos, no puede escapar del agujero negro; imagínelo como si cayera por una cascada en un abismo.

Pero los científicos todavía están tratando de averiguar qué sucede después de que entra el asunto; básicamente, lo que hay dentro de un agujero negro. “Una vez que el hidrógeno [from the collapsed star] entró, la teoría de la gravedad nos dice que se comprimió en una ‘singularidad’ en el centro, y nadie sabe cómo es realmente allí, aunque ciertamente ya no es hidrógeno”, dice Monreal. Entonces, el interior de un agujero negro probablemente no se vea como uno pensaría que se vería en las películas. “Entre el horizonte de eventos y la singularidad no hay nada más que espacio vacío, sujeto a campos gravitatorios tremendamente fuertes”, dice Monreal.

Lo que sucede con las cosas que entran en el agujero negro todavía está en debate. La frase «los agujeros negros no tienen pelo» describe la teoría de que la información arrojada a los agujeros negros básicamente desaparece para los observadores externos y no se puede medir. El famoso físico Stephen Hawking lanzó una llave inglesa a esto, sugiriendo que algo de masa en realidad podría «filtrarse» o ser liberada por el agujero negro a medida que muere lentamente, lo que en realidad puede contradecir la teoría prevaleciente de la gravedad. Hawking estuvo trabajando en esta idea hasta su muerte en marzo pasado, con su artículo final sobre el tema publicado por sus colegas en diciembre de 2018.

¿Qué nos puede decir la nueva foto sobre lo que hay dentro de un agujero negro?

La nueva imagen de M87, que no es exactamente una fotografía sino más bien una compilación de datos de ocho observatorios de todo el mundo llamados colectivamente Event Horizon Telescope, proporciona la primera evidencia para apoyar, o contradecir, las teorías de los agujeros negros. “Los astrónomos que estudian las galaxias han estado ansiosos por conocer las masas y las tasas de rotación de los agujeros negros, y han ideado métodos indirectos para inferir esos números; esos métodos ahora tienen una verificación de la realidad muy precisa”, dice Monreal. «Los físicos que quieran pruebas cada vez mejores de la teoría de la gravedad de Einstein, o que estén buscando evidencia para un desglose de esa teoría, querrán ver qué teorías pudieron explicar los detalles de esta imagen». En la imagen, los anillos brillantes son el disco de acreción, una masa de gases en órbita justo antes del horizonte de sucesos. El espacio negro en el medio es la «sombra» del agujero negro; recuerda, porque no hay luz, no podemos ver dentro del agujero mismo. Aun así, examinar las medidas y los detalles de la imagen les dará a los astrofísicos más información que nunca para ayudarnos a comprender cómo funcionan, lo que hace que los agujeros negros dejen de ser uno de los misterios más desconcertantes del universo.