Decía el gran Stephen Hawking que "el estado del universo fue elegido puramente al azar", y es aquí donde entra en escena nuestro protagonista de este mes de julio: el agujero negro. Esperamos como siempre desde el SDC que estéis todos bien y disfrutando de unas felices vacaciones con la familia o amigos, pero siempre con la lectura por delante para hacer de la vida un viaje excepcional.
Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio tal, que ninguna partícula, ni siquiera la luz, puede escapar a él (en 2021 se observaron reflejos de luz en la parte más lejana del agujero negro). Los agujeros negros pueden ser capaces de emitir un tipo de radiación llamada Hawking, conjeturada por Stephen Hawking en la década de 1970.
La radiación emitida por agujeros negros como Cygnus X-1 no procede del propio agujero negro sino de su disco de acreción. La gravedad de un agujero negro, o «curvatura del espacio-tiempo», provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las ecuaciones del campo de Einstein.
El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo, y una vez dentro de él, ningún tipo de partícula, sea material o electromagnética, puede salir, ni siquiera los fotones. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio. En la década de 1970, Stephen Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros.
Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasiesférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y e y su momento angular L. Se conjetura que en el centro de la mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros supermasivos.
El 11 de febrero de 2016, las colaboraciones LIGO, Virgo y GEO600 anunciaron la primera detección de ondas gravitacionales, producidas por la fusión de dos agujeros negros a unos 410 millones de pársecs, megapársecs o Mpc, es decir, a unos 1337 de años luz, mega-años luz o Mal de la Tierra. Las observaciones demostraron la existencia de un sistema binario de agujero negros de masa estelar y la primera observación de una fusión de dos agujeros negros de un sistema binario.
El 10 de abril de 2019, el consorcio internacional Telescopio del Horizonte de Sucesos presentó la primera imagen jamás capturada de un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la galaxia M87. Los agujeros negros se forman en un proceso de colapso gravitatorio que fue ampliamente estudiado a mediados del s. XX por diversos científicos, como bien se ha comentado anteriormente.
Stephen Hawking, en su libro divulgativo "Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros" de 1988, repasa algunos de los hechos bien establecidos sobre la formación de agujeros negros. Este proceso comienza después de la "muerte" de una gigante roja (estrella de 10 a 25 o más veces la masa del Sol), entendiéndose por "muerte" la extinción total de su energía.
Tras varios miles de millones de años de vida, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer fuerza sobre sí misma originando una masa concentrada en un pequeños volumen, convirtiéndose en una «enana blanca». Este punto, dicho proceso puede proseguir hasta el colapso de dicho astro por la autoatracción gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro.
Este proceso acaba por reunir una fuerza de atracción tan fuerte que atrapa hasta la luz en éste. Simplificando, un agujero negro es el resultado final de la acción de la gravedad extrema llevada hasta el límite posible. La misma gravedad que mantiene a la estrella estable, la empieza a comprimir hasta el punto que los átomos comienzan a aplastarse.
A black hole is a region of spacetime where gravity is so strong that nothing...
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