AGUJERO NEGRO

AGUJERO NEGRO:
Considerando lo complicado que podría resultar el intentar explicar la naturaleza de los agujeros negros utilizando las matemáticas (puesto que habría que entender la teoría generalConsiderando lo complicado que podría resultar el intentar explicar la naturaleza de los agujeros negros utilizando las matemáticas (puesto que habría que entender la teoría general de la relatividad de Albert Einstein) pasaremos a dar una explicación mucho más sencilla de este fenómeno considerando a la gravedad con un comportamiento clásico (el efecto de la manzana de Newton).
Siempre que el profesor de física nos aburría en su clase, a alguno que otro osado no se le ocurría mejor cosa en que entretenerse que el tirarle trozos de tiza a sus compañeros o si era demasiado intrépido lo dirigía hacia adelante. Bueno, si bien esto último sólo se dio una vez en toda mi vida de escolar y universitario, era típico ver que en ocasiones la tiza llegaba a su destino alcanzando en ocasiones mayor o menor altura. Ahora bien, asumamos que el chiste hubiera consistido en ver quien lanzaba la tiza más alto, lo que esperaríamos es que quien la lance con menor fuerza no sólo perdería sino que en su intento la tiza sólo se elevaría unos cuantos centímetros y rápidamente perdería velocidad hacia arriba y empezaría a caer, lo primero que se nos vendría a la mente es que empezaría a caer con una aceleración igual a la de la gravedad (que en nuestro planeta es de 9,81 m./s2). Hasta aquí no hay nada de otro mundo, todo sigue las reglas físicas que nos han enseñado (o que nos quisieron enseñar). Aja, pero aquí surge la posibilidad de que alguien pueda lanzarla muy fuerte, tan fuerte que no llegaría a caer (si, no te asustes, ahora te lo explico), si alguien lograra lanzarla tan fuerte que lograra escapar al campo de acción de la fuerza gravitatoria entonces la tiza nunca caería hacia la tierra, este es el principio de los lanzamientos de transbordadores espaciales, la velocidad que requieres para lograr esto se denomina "velocidad de escape" y lógicamente necesitarías mucha ayuda para alcanzarla con sólo tu brazo.
Ahora bien, esta velocidad de escape dependerá fuertemente de la masa del planeta y de su densidad (no me preguntes por qué, asúmelo nomás), de manera que, si la masa posee una alta densidad (es decir posee mayor cantidad de kilogramos por centímetro cúbico) entonces la gravedad será mayor, un planeta con menor densidad tendrá entonces una menor fuerza gravitatoria. Ahora, volviendo a la velocidad de escape, ésta variará dependiendo de cuan lejos te encuentres del centro del cuerpo o planeta (por ejemplo no es lo mismo lanzar la tiza en Viña del Mar, Chile al nivel del mar que hacerlo en Cerro de Pasco, Perú a 4400 metros sobre el nivel del mar, como supondrás en Cerro de Pasco será más fácil porque estarás más lejos del centro de la tierra y la velocidad de escape será un poco menor). Pues entonces vamos a imaginar ahora que existe un cuerpo (y de hecho existe), que posee un radio diminuto pero con una gran concentración de masa (por ejemplo, imagínate inicialmente un botón de tu camisa o tu polo y haz de cuenta que pesa tanto como un camión de carga, digamos 6 toneladas, definitivamente no lo podrías cargar, es más no podrías ni andar ni siquiera ponerte la camisa), pues bien, si esa te parece una idea extremista imagínate un cuerpo en el espacio, con un radio diminuto y a este cuerpo otórgale una concentración de masa tan grande que la velocidad de escape que de ella se origine sea igual o mayor a la velocidad de la luz. ¿Crees que algún rayo de luz escapará a esta velocidad de escape, es decir algún objeto podrá romper la gravedad de este cuerpo?... IMPOSIBLE, porque la velocidad de escape necesaria es la mayor conocida hasta la actualidad: la de la luz, nada puede viajar más rápido, entonces, este cuerpo que haz imaginado pasa a no poder emitir ni reflejar luz, ¿qué ocurre entonces? desaparece de la vista humana, pero al poseer una enorme gravedad empieza a atraer hacia si a los cuerpos que estén en sus proximidades. Bueno, si hasta aquí entendiste entonces, no necesito decirte que ese cuerpo se ha convertido en un AGUJERO NEGRO
de la relatividad de Albert Einstein) asaremos a dar una explicación mucho más sencilla de este fenómeno considerando a la gravedad con un comportamiento clásico (el efecto de la manzana de Newton).
AGUJERO NEGRO
COMO SE FORMAN: Los agujeros negros se forman a partir de estrellas moribundas las cuales luego de un proceso natural empiezan a acumular una enorme concentración de masa en un radio mínimo de manera que la velocidad de escape de esta estrella es mayor que la velocidad de la luz. A partir de esto la ex estrella no permite que nada se escape a su campo gravitatorio, inclusive la luz no puede escapar de ella. Para entender con mayor claridad lo anteriormente escrito es conveniente que estudiemos las fases en la formación de una estrella:
Formación de estrellas - El límite de andrasekhar
Para empezar, no todas las estrellas se pueden convertir en agujeros negros, para ello deben de cumplir ciertos requisitos como por ejemplo el tamaño, tiempo de vida, entre otras características.
Las estrellas se forman a partir de grandes concentraciones de gas, principalmente hidrógeno, por efectos gravitatorios los átomos que conforman estos gases empezarán a colapsar unos contra otros contrayéndose y generando un calentamiento del gas, el calor poco a poco se incrementará llegando a generarse reacciones importantes entre los átomos (transformación de moléculas de Hidrógeno en Helio). Estas reacciones provocan emanaciones de energía altísimas que le dan a las estrellas la luminosidad característica. Todo esto ocurre hasta un momento en que los átomos llegan a alcanzar un equilibrio a partir del cual dejan de contraerse. El Sol se encuentra en estos momentos en este equilibrio, en el que no existe ningún tipo de contracción por parte de sus componentes.
Ahora bien, durante el período de tiempo que toma el proceso de contracción de los átomos la estrella sigue acumulando más gases y crece en tamaño, este tamaño fue estudiado por Subrahmanyan Chandrasekhar, quien indicó el tamaño máximo que una estrella puede alcanzar antes de llegar a consumir todo su combustible natural. Chandrasekhar descubrió el límite al cual una estrella puede crecer de manera que su masa pueda llegar a ser tal que la estrella llegue al límite de soporte de su gravedad. (Esto puede resultar un poco complicado de explicar así que tómalo con calma). ¿Qué significa lo anterior? que si la estrella es muy grande su gravedad podría provocar que esta "se derrumbe sobre sí misma" (para entenderlo piensa en un huevo cayendo a 400 metros de profundidad bajo el mar, lo que sucedería es que el huevo se rompería por efecto de la presión del agua
la cual se ejerce de manera perpendicular sobre la superficie del huevo antes de caer al fondo del mar).
Bueno, sucede entonces que este señor Chandrasekhar calculó matemáticamente que la masa crítica de una estrella sería igual a 1,5 veces la masa del sol a ésta masa se le denomina el límite de Chandrasekhar, por debajo de éste límite encontramos a las enanas blancas y las estrellas de neutrones mientras que por encima de ese límite... bueno no fue hasta 1939 que se logró explicar que sucedería con una estrella con una masa mayor a la del límite de Chandrasekhar, esa estrella poseería un campo gravitatorio tan fuerte que los rayos de luz emanados de la estrella empiezan a irradiarse hacia la superficie (como un boomerang), poco a poco los rayos de luz se inclinan con mayor fuerza hacia la misma estrella de la cual emanan. A lo lejos un observador contemplará como la estrella pierde luminosidad tornándose roja (un efecto parecido a cuando las baterías de una lámpara se van acabando de a pocos), Cuando la estrella llegue a alcanzar un radio crítico el campo gravitatorio crecerá de manera exponencial llegando finalmente a atrapar a la misma luz dentro de ella.
En este instante el agujero negro ha sido creado y su presencia sólo puede ser notada por la emisión de rayos X que provoca.





Agujeros de gusano o puente de Einstein-RosenTambién conocido como el puente de Einstein-Rosen , es un aspecto topológico hipotético del espacio tiempo que es esencialmente un atajo desde un punto del universo a otro punto en el universo, permitiendo el viaje entre ambos de una forma más rápida de la que le tomaría a la luz en realizar el mismo viaje a través del espacio normal.



Los agujeros de gusano se presentan como soluciones para las ecuaciones de Einstein en la teoría general de la relatividad cuando se aplican a los agujeros negros. De hecho, surgen tan seguida y fácilmente en este contexto que algunos teóricos se sienten inclinados a creer que eventualmente puedan encontrarse o fabricarse contrapartes y, quizá, ser utilizados para viajes más rápidos que la velocidad de la luz.