Significado de «agujero negro»

Un agujero negro es un objeto en el espacio tiempo que tiene una velocidad de escape mayor que c, la velocidad de la luz. Como la luz no puede escapar, el objeto absorbe toda la luz, de ahí el término "negro".

Se piensa que los agujeros negros son el resultado del colapso de la materia tras la explosión de grandes estrellas en supernovas. Para que una estrella sea capaz de compactarse en una singularidad, debe tener una masa superior a 3,4 veces la del Sol. Específicamente, si los restos de una estrella que ha agotado la energía disponible de las reacciones de fusión nuclear son mayores que unas 3,4 veces la masa del Sol, la degeneración de los electrones y la degeneración de los neutrones son insuficientes para evitar que la estrella colapse en un agujero negro. La cosmología reciente ha considerado la posibilidad de que se formen agujeros negros más pequeños en los primeros años de la historia del universo, debido a las fluctuaciones en la distribución de la masa cuando la densidad del universo era significativamente mayor que la que se observa actualmente.

Hay agujeros negros tanto rotativos como estacionarios, siendo una singularidad y un horizonte de sucesos las principales características de ambos. El horizonte de sucesos es el límite de un agujero negro en el que las fuerzas gravitatorias se vuelven tan fuertes que ni siquiera la luz puede escapar. La relatividad afirma que la singularidad es un punto de infinita curvatura espacio-temporal, y la singularidad de un agujero negro está cubierta por el horizonte de sucesos. Para un observador externo, los objetos que caen en un agujero negro tardarán una cantidad infinita de tiempo en alcanzar el horizonte de sucesos. Sin embargo, la cantidad de tiempo medida por el objeto que cae en el agujero negro puede ser muy corta. Un agujero negro giratorio, según las soluciones de Kerr de la relatividad general, tendrá dos horizontes de sucesos, y hay caminos de espacio tiempo a través del horizonte de sucesos que no intersectan la singularidad.

Según la mecánica cuántica, la ubicación de la materia dentro de un agujero negro es incierta. Además, un fenómeno llamado radiación Hawking predice que los agujeros negros pueden "filtrar" una cantidad muy pequeña de masa. Así que teóricamente, los agujeros negros no son realmente "negros" debido a la radiación emitida. Los agujeros negros tienen una temperatura superficial definida por su masa. Cuanto mayor es la masa de un agujero negro, mayor es su diámetro y menor es la cantidad de energía que se escapa, por lo tanto, menor es la temperatura y mayor es el tiempo que tarda el agujero negro en "evaporarse".

Detección y Observación de Agujeros Negros

Los métodos de detección y observación de los agujeros negros incluyen la toma de imágenes con radiotelescopios y también la detección de ondas gravitacionales.

En 2015, los dos detectores LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) de los EE.UU. hicieron la primera detección de ondas gravitatorias, que fueron emitidas por dos agujeros negros que colisionaron y que eran aproximadamente 29 y 36 veces más masivos que el Sol. Desde entonces, el detector de Virgo en Italia también ha contribuido a la detección de las ondas gravitacionales.

En 2019, se hizo una imagen directa de un agujero negro usando el Event Horizon Telescope, que es en realidad una red mundial de radiotelescopios. Este agujero negro es 6.500 millones de veces más masivo que el Sol y está situado a 55 millones de años luz en la galaxia M87.