Son los boogeymen de la ciencia ficción, una paradoja de la ciencia y posiblemente una clave para comprender el universo.
Los científicos han estado luchando por comprender las misteriosas fuerzas de los agujeros negros durante décadas, pero hasta ahora parece que han encontrado más preguntas existenciales que respuestas.
Sabemos que un agujero negro es tan pesado que su gravedad crea una especie de divota en la geometría del universo, dijo Priyamvada Natarajan, un astrofísico teórico de la Universidad de Yale.
“Un agujero negro está tan concentrado que causa un poco de punción profunda en el espacio/tiempo. Al final de la punción, tienes algo llamado singularidad donde todas las leyes conocidas de la naturaleza se rompen. No existe nada de lo que sabemos en ese momento”.
Comprender lo que la ciencia sabe sobre los agujeros negros implica pequeños puntos rojos misteriosos, la formación de galaxias y la espaguetificación (el desagradable experimento de pensamientos sobre lo que le sucedería a una persona lo suficientemente desafortunada como para ser absorbido por un agujero negro).
Primero, la buena noticia: los agujeros negros no son para atraparnos. No están zumbando alrededor del universo buscando galaxias, soles y planetas para devorar.
“No solo se colocan en un callejón oscuro”, dijo Lloyd Knox, profesor de física y astronomía en la Universidad de California, Davis.
Pero nuestra comprensión de los fundamentos del universo ha sido transformado en la última década por nuevos telescopios y sensores que permiten a los científicos ver más agujeros negros y en cada etapa de sus vidas.
“Nuestra comprensión del papel que juegan los agujeros negros, que son una parte esencial de la formación de galaxias, es nueva”, dijo Natarajan.
Aquí qué secretos cósmicos se revelan:
Esta ilustración muestra una corriente brillante de material de una estrella, ya que está siendo devora por un agujero negro supermasivo. Cuando una estrella pasa a una cierta distancia de un agujero negro, lo suficientemente cerca como para ser interrumpido gravitacionalmente, el material estelar se estira y comprime a medida que cae en el agujero negro.
Un nuevo tipo de agujero negro y una teoría recientemente probada
La comprensión original de cómo se formaron los agujeros negros fue que cuando un sol suficientemente grande (aproximadamente 10 veces o más masivo que nuestro sol) llegó al final de su vida, podría explotar en una supernova que luego se derrumba en un agujero negro. El asunto puede colapsar en algo de solo unas pocas millas de ancho, volviéndose tan densa que su gravedad es lo suficientemente fuerte como para que nada, ni siquiera la luz, pueda escapar. Esto es lo que se llama un agujero negro de masa estelar.
Pero en las últimas dos décadas, se han visto nuevos tipos de agujeros negros y los astrónomos están comenzando a comprender cómo se forman. Llamado agujeros negros supermasivosse han encontrado en el centro de casi todas las galaxias y son cien mil millones de veces la masa de nuestro sol.
Pero, ¿cómo se formaron?
“La idea original era que se formaron pequeños agujeros negros y luego crecieron”, dijo Natarajan. “Pero luego hay un crujido de tiempo para explicar los monstruos vistos en el universo temprano. Incluso si están engulliendo gas estelar, ¿tuvieron tiempo para hacerse tan grandes? Esa fue una pregunta abierta incluso hace 20 años”.
En 2017, teorizó que estos agujeros negros supermasivos de los primeros comienzos del universo ocurrieron cuando las nubes de gas galáctico colapsaron directamente sobre sí mismos, saltando por completo el escenario Star y que iban directamente de gas a una enorme semilla de agujeros negros, con un comienzo de la cabeza, que podría crecer.
“¿Entonces adivina qué? En 2023 el telescopio James Webb encontró estos objetos,“Ella dijo.” Esto es por lo que vive un científico para hacer una predicción y verla probada “.
Estas imágenes compuestas se muestran de lado a lado de dos grupos de galaxias diferentes, cada una con un agujero negro central rodeado de parches y filamentos de gas. Los grupos de galaxias, conocidos como Perseo y Centaurus, son dos de los siete grupos de galaxias observados como parte de un estudio internacional dirigido por la Universidad de Santiago de Chile
Los agujeros negros no chupan todo en ellos
Debido a que tienen una gravedad tan masiva, los agujeros negros engullen gases estelares y cualquier otra cosa que se acerque demasiado a ellos. Pero no es un proceso interminable que termina con que todo el universo sea absorbido por ellos.
A veces a la gente se preocupan de que los agujeros negros sean estas enormes aspiradoras que atraen a todo lo que está a la vista. “No es como un remolino que arrastra todo”, dijo Knox.
Los agujeros negros son realmente como cualquier otra concentración de masa, ya sea un sol o un planeta. Tienen su propio tirón gravitacional pero no es infinito.
“Si estás lo suficientemente lejos, sentirías la fuerza gravitacional, tal como la sentirías de un planeta”, dijo Brenna Mockler, un becario postdoctoral en los Observatorios Carnegie en la Institución Carnegie para la Ciencia en Pasadena, California.
Esta imagen indica la ubicación de la Estrella Binaria D9 recientemente descubierta, que está en órbita de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia. Es el primer par estrella que se encuentra cerca de un agujero negro supermasivo.
Si cayeras en un agujero negro, estarías ‘espaguetificado’
Toda la materia causa un chapuzón o bache en el espacio/tiempo, dijo Natarajan. Un agujero negro es tan pesado que su gravedad crea una especie de divota en la geometría del universo.
“Cuanto más grande es la masa, más grande es el bache”, dijo. “Al final de la punción, se le llama una singularidad donde se rompen todas las leyes conocidas de la naturaleza. Nada de lo que sabemos existe en ese momento”.
Donde es desconocido ese punción.
“Es una pregunta abierta”, dijo Natarajan. “No creemos que pueda ser otro universo, porque no sabemos a dónde podría ir en nuestro universo. Pero no lo sabemos”.
Entonces, ¿y si un ser humano cayera en un agujero negro? Los astrofísicos tienen una palabra para ello espaguetificación.
“Si cayera en la cabeza primero en un agujero negro, lo diferente en la gravedad entre la cabeza y los dedos de los pies sería tan intenso que estarías estirado y espaguette”, dijo Natarajan.
Nuestro sol nunca se convertirá en un agujero negro
No hay temor a que nuestro propio sol se convierta en un agujero negro, dijo Knox. No es lo suficientemente grande.
“Las estrellas de la masa inferior arden a través de su hidrógeno para hacer helio y luego comenzarán a quemar el helio en carbono. Y luego, en algún momento, termina apartándose todo separado”, dijo.
“Nuestro sol eventualmente se expandirá y envolverá la tierra y la destruirá, pero eso es en 5 mil millones de años, por lo que tiene tiempo para prepararse. Pero no se convertirá en un agujero negro”.
Un misterio aún sin respuesta – ‘Pequeños puntos rojos’
El súper poderoso telescopio espacial James Webb de la NASA comenzó su misión científica en 2022 y casi inmediatamente recogió algo que hasta ahora nadie puede explicar: pequeños objetos rojos que parecen ser abundantes en el cosmos.
Doblado “Pequeños puntos rojos“Estos objetos tienen astrónomos perplejos. Podrían ser galaxias muy, muy densas y altamente formadoras de estrellas.
“O podrían ser agujeros negros supermasivos muy acumulados del universo temprano”, dijo Mockler, quien es profesor entrante en la Universidad de California, Davis.
Este artículo apareció originalmente en USA Today: ¿Qué es un agujero negro? Los científicos se apresuran a desenredar el misterio cósmico
