Encontrar y saltar en agujeros negros

Saltar a un agujero

¿Qué sucede cuando saltas a un profundo agujero negro en el suelo? Tu desapareces. Eso es lo que. Al menos para el observador que mira desde arriba. Por supuesto que tú, pobrecito, seguirías cayendo, eventualmente tocarías fondo y probablemente tendrías un gran dolor de cabeza en el mejor de los casos.

¿Qué sucede cuando saltas a un agujero negro en el espacio? No desapareces. Eso es lo que. Al menos para el observador que mira desde lejos. Por supuesto que tú, pobrecita, seguirías cayendo y estarías… bueno, dejemos eso para el resto de esta lección, ¿de acuerdo?

Encontrar un agujero negro

Una de las preguntas más importantes es: ¿existen los agujeros negros? ¿Hay algo en lo que caer?

Bueno, como ya han dejado claro otras lecciones sobre los agujeros negros, un agujero negro en sí mismo es invisible para nosotros desde lejos. No puede verlo porque no libera ninguna información a un observador en forma de radiación, incluido el rango de radiación electromagnética que contiene luz visible.

Claramente, eso plantea un problema cuando se trata de encontrar un agujero negro real.

Pero podemos encontrar un agujero negro de forma algo indirecta. Permítanme pintarles un cuadro primero para que sea más fácil entender lo que han descubierto los astrónomos.

Si vas y llenas una bañera con agua y quitas el tapón del desagüe, verás que el orificio que se abre hacia el desagüe está oscuro y no puedes ver el interior. En cierto modo, podemos pretender que el desagüe es un objeto invisible, como un agujero negro en el espacio.

Pero cuando haga esto, observe cómo el agua comienza a girar en un disco alrededor del drenaje antes de desaparecer en el agujero negro. Eso nos dice que algo está ahí, algo tiene que estar tirando de esa materia, el agua, hacia adentro y haciéndola desaparecer.

En el espacio sucede algo similar. Si la materia fluye hacia un agujero negro, primero se arremolinará en un disco, antes de sumergirse, como si nuestra agua finalmente se sumergiera en el desagüe. El disco de materia que gira alrededor de un agujero negro se llama disco de acreción .

Normalmente, un agujero negro en el espacio por sí solo no tiene suficiente materia fluyendo hacia él para indicarnos su presencia. Pero exactamente lo contrario es cierto en un sistema binario , un sistema en el que dos objetos, como un agujero negro y una estrella, orbitan alrededor de un centro de masa común.

Mira la genial animación en tu pantalla para ver a qué me refiero.

Los agujeros negros son visibles cuando se acompañan de discos de acreción.

Estoy seguro de que pueden apreciar este disco, el disco de acreción, girando alrededor de lo que de otro modo sería un agujero negro completamente invisible. Si no se hubiera tomado materia de la estrella cercana, según este sistema binario, el agujero negro sería invisible.

Pero ahora, debido a que el agujero negro está transfiriendo materia desde una estrella vecina, podemos verla indirectamente. De hecho, a medida que esta materia gira alrededor del agujero negro, las partes internas del disco de acreción se calientan mucho debido a la fricción, lo suficientemente calientes como para que los gases emitan rayos X en un parpadeo, que nuestros satélites detectan justo antes de que estos gases se sumerjan en el calabozo. Además, los astrónomos sospechan que el disco de acreción emite chorros de gas y radiación muy potentes, probablemente debido a los efectos de fuertes campos magnéticos.

Los rayos X pueden ser emitidos por otros sistemas binarios, como los que involucran estrellas de neutrones, pero los astrónomos pueden calcular que las masas de los objetos que emiten algunos rayos X son demasiado grandes para una estrella de neutrones. Es decir, es un agujero negro que está liberando rayos X.

Saltando a un agujero negro

Una vez que estos gases se sumergen, desaparecen de la vista y caen en el olvido. Entonces, ¿qué pasaría si saltaras a un agujero negro?

Si saltara a un agujero negro eléctricamente neutro y no giratorio, conocido como Agujero negro de Schwarzschild , desde una distancia de aproximadamente 1 unidad astronómica, comenzaría su caída lentamente al principio, pero viajaría más rápido a medida que se acercaba a su centro. .

Curiosamente, aquellos que te observan dar el paso verán que estás cayendo cada vez más lentamente a medida que te acercas al horizonte de eventos porque el tiempo se ralentizará en el espacio-tiempo curvo. En una persona normal, esto significa que las distorsiones del espacio alrededor de un agujero negro afectarán la forma en que se observa el paso del tiempo para diferentes observadores. Esto se relaciona con un concepto llamado dilatación del tiempo.

Como resultado, aquellos que lo miran desde lejos nunca lo verán cruzar el horizonte de eventos. De hecho, generaciones más adelante, la gente puede apuntar con un telescopio al agujero negro y ver que apenas te mueves hacia él (literalmente, puedes parecer que estás atrapado en el borde del agujero negro). Pero la realidad para usted es que le tomaría aproximadamente dos meses alcanzar el horizonte de eventos desde su punto de partida, y no habría experimentado ninguna desaceleración a medida que se sumerge.

A medida que caiga hacia adentro con los pies primero, sentirá que los pies se empujan hacia adentro con más fuerza que la cabeza. Al principio, la diferencia de sensación sería mínima. Sin embargo, a medida que se acerca al centro del agujero negro, se vuelve muy desagradable. Al mismo tiempo que el agujero negro te estira a lo largo, también te comprimirá hacia los lados a medida que caigas. Tales fuerzas distorsionarán tu cuerpo tanto que te calentarás a millones de grados e incluso emitirás rayos X y rayos gamma. rayos Estas fuerzas se denominan fuerzas de marea. Por supuesto, para entonces estarás muerto hace mucho tiempo y estarás completamente aplastado cuando caigas en la singularidad. Gorrón.

Es por eso que, incluso si fuera posible, usar un agujero negro para viajar en el tiempo puede no ser la mejor idea.

Resumen de la lección

Esta lección mostró solo una forma en que los astrónomos proporcionan evidencia de la existencia de agujeros negros. Son los detalles de cómo son realmente los agujeros negros los que se están debatiendo de izquierda a derecha. Aunque no podemos verlos, inferimos que los agujeros negros están allí de forma indirecta.

Un agujero negro de Schwarzschild es un agujero negro eléctricamente neutro y no giratorio. A menos que estuviera en un sistema binario, sería mucho más difícil detectarlo. Un sistema binario es un sistema en el que dos objetos, como un agujero negro y una estrella, orbitan alrededor de un centro de masa común.

En tal sistema, una estrella transferiría materia al agujero negro para formar un disco de acreción . Este es el disco de materia que gira alrededor de un agujero negro.

Las partes internas del disco, más cercanas al agujero negro, se calentarían hasta el punto en que sus gases emitirían destellos de rayos X que nuestros satélites pueden detectar.

Y si está pensando en utilizar agujeros negros para viajar en el tiempo, es mejor no hacerlo. Serás estirado, comprimido, destrozado y hervido vivo si te caes.

Los resultados del aprendizaje

Una vez finalizada esta lección, debería poder:

• Explica cómo un sistema binario ayuda a identificar un agujero negro.
• Describe un agujero negro de Schwarzschild
• Recuerde la fuente de los rayos X emitidos por un agujero negro
• Discutir qué le sucede a un objeto succionado por un agujero negro

Rodrigo Ricardo Editor y fundador