Estudio de losEstudio de los

Agujeros negrosAgujeros negros

Antonio ConesaAntonio ConesaMiguel MartínezMiguel Martínez

Víctor RuizVíctor RuizValentín MoosmannValentín Moosmann

¿Qué es un agujero negro?¿Qué es un agujero negro? Es un cuerpo celeste cuya masa y densidad son tan Es un cuerpo celeste cuya masa y densidad son tan

enormes, que la velocidad necesaria para superar su enormes, que la velocidad necesaria para superar su fuerza de gravedad es superior a la velocidad de la luz fuerza de gravedad es superior a la velocidad de la luz (velocidad máxima alcanzable).(velocidad máxima alcanzable).

Pasado el punto en que la velocidad de escape supera Pasado el punto en que la velocidad de escape supera la velocidad de la luz, es imposible regresar. Esta región la velocidad de la luz, es imposible regresar. Esta región se denomina horizonte de eventos. De esta región no se denomina horizonte de eventos. De esta región no puede escapar ninguna información.puede escapar ninguna información.

Agujero Negro

Velocidad de escapeVelocidad de escape

FormaciónFormación Se forma mediante una explosión de una estrella (Supernova).Se forma mediante una explosión de una estrella (Supernova). Una supernova se origina a partir de estrellas masivas que ya no Una supernova se origina a partir de estrellas masivas que ya no

pueden fusionar más su agotado núcleo, incapaz de sostenerse pueden fusionar más su agotado núcleo, incapaz de sostenerse tampoco por la presión de degeneración de los electrones, lo que tampoco por la presión de degeneración de los electrones, lo que las lleva a contraerse repentinamente y generar, en el proceso, una las lleva a contraerse repentinamente y generar, en el proceso, una fuerte emisión de energía. fuerte emisión de energía.

Tras la explosión, si la masa del núcleo es suficiente, por la presión Tras la explosión, si la masa del núcleo es suficiente, por la presión ejercida sobre él se forma el agujero negro.ejercida sobre él se forma el agujero negro.

Remanente de la supernova de Kepler, SN 1604

EfectosEfectos Cualquier masa caída en una agujero negro no tiene retorno. Además Cualquier masa caída en una agujero negro no tiene retorno. Además

durante la caída la materia se descompone en un largo flujo de partículas. durante la caída la materia se descompone en un largo flujo de partículas. La gran gravedad del agujero comienza a ser perceptible a unos 3 km. de La gran gravedad del agujero comienza a ser perceptible a unos 3 km. de

distancia.distancia. Un agujero negro no absorbe la totalidad de la materia que cae en él. Emite Un agujero negro no absorbe la totalidad de la materia que cae en él. Emite

radiaciones: todo objeto que es atrapado por la gravitación de un agujero radiaciones: todo objeto que es atrapado por la gravitación de un agujero negro, antes de pasar tras el horizonte de sucesos, se encuentra tan negro, antes de pasar tras el horizonte de sucesos, se encuentra tan fuertemente presionado por las fuerzas de marea del agujero negro que fuertemente presionado por las fuerzas de marea del agujero negro que una pequeña parte de su materia sale disparada a velocidades próximas a una pequeña parte de su materia sale disparada a velocidades próximas a la de la luz, en el caso de los objetos atrapados por un agujero negro, la de la luz, en el caso de los objetos atrapados por un agujero negro, parteparte de su masa sale disparada centrífugamente en forma de radiación fuera del de su masa sale disparada centrífugamente en forma de radiación fuera del campo gravitatorio.campo gravitatorio.

Visión de un artista de un agujero negro con disco de acreción.

LocalizaciónLocalización Los agujeros negros son invisibles a simple vista.Los agujeros negros son invisibles a simple vista. Algunas estrellas se forman en pares (sistema binario). Puede que una de Algunas estrellas se forman en pares (sistema binario). Puede que una de

ellas se transforme en agujero negro, y mediante el estudio de los efectos ellas se transforme en agujero negro, y mediante el estudio de los efectos sobre la otra estrella se puede determinar la distancia y masa del agujero sobre la otra estrella se puede determinar la distancia y masa del agujero negro.negro.

Sólo unos pocos sistemas binarios tienen agujeros negros. Sólo unos pocos sistemas binarios tienen agujeros negros. Otro método de localización es gracias a la observación de los rayos X Otro método de localización es gracias a la observación de los rayos X

emitidos por la materia que cae en el agujero negro al acelerarse.emitidos por la materia que cae en el agujero negro al acelerarse. Se estima la existencia de millones de ellos en la Vía Láctea. El más Se estima la existencia de millones de ellos en la Vía Láctea. El más

cercano se encuentra a 1.600 años luz y existe uno gigante en el centro de cercano se encuentra a 1.600 años luz y existe uno gigante en el centro de la galaxia a 30.000 años luz.la galaxia a 30.000 años luz.

Representación artística de un sistema binario formado por dos enanas marrones.

Viajes en el espacio-tiempo Viajes en el espacio-tiempo Según la ciencia ficción, se puede viajar por espacio a través de un Según la ciencia ficción, se puede viajar por espacio a través de un

agujero negro. Ya que los agujeros negros deforman el espacio y el agujero negro. Ya que los agujeros negros deforman el espacio y el tiempo como si perforaran la estructura del universo, creando un tiempo como si perforaran la estructura del universo, creando un “agujero de gusano”. Es probable que estos existan, pero de existir “agujero de gusano”. Es probable que estos existan, pero de existir serían muy inestables o deberían estar constituidos por formas serían muy inestables o deberían estar constituidos por formas teóricas de materia que no existen. Por lo que muy probablemente teóricas de materia que no existen. Por lo que muy probablemente los viajes espacio-tiempo mediante este método quedarán los viajes espacio-tiempo mediante este método quedarán reservados a la ciencia ficción.reservados a la ciencia ficción.

Analogía de agujero de gusano en un espacio-tiempo curvado de 2D

Enseñanzas de los agujeros Enseñanzas de los agujeros negrosnegros

Los agujeros negros representan el punto final y definitivo de la materia. Los agujeros negros representan el punto final y definitivo de la materia. Deforman y destruyen el espacio y el tiempo hasta el límite de lo Deforman y destruyen el espacio y el tiempo hasta el límite de lo imaginable, pero también nos puede enseñar cómo funciona el universo. imaginable, pero también nos puede enseñar cómo funciona el universo.

Gracias a la emisión de rayos X los científicos pueden obtener información Gracias a la emisión de rayos X los científicos pueden obtener información sobre cuánto pueden comer y con qué velocidad, esto es fundamental para sobre cuánto pueden comer y con qué velocidad, esto es fundamental para comprender las propiedades físicas de los agujeros.comprender las propiedades físicas de los agujeros.

Einstein predijo que un agujero negro, al formarse, puede originar Einstein predijo que un agujero negro, al formarse, puede originar ondulaciones de las estructuras del espacio. Hasta hoy no se han ondulaciones de las estructuras del espacio. Hasta hoy no se han detectado tales ondas gravitacionales, pero se están buscando mediante detectado tales ondas gravitacionales, pero se están buscando mediante experimentos. De ser detectadas, nos darían mucha información sobre experimentos. De ser detectadas, nos darían mucha información sobre cómo actúa la gravedad.cómo actúa la gravedad.

Einstein en 1921

Anotaciones Todas las imágenes han sido tomadas de www.es.wikipedia.org y

www.en.wikipedia.org. Donde se encuentran publicadas bajo licencias “GNU Free Documentation License” y “Creative Commons”

La gráfica de la tercera diapositiva ha sido creada, mediante el uso de las medidas aproximadas requeridas para abandonar el campo gravitacional de un cuerpo. Los valores para la Tierra y Sol han sido modificados libremente para poder ser observables al ojo humano (Lamentamos la inexactitud que esto puede conllevar)