AGUJEROS NEGROS PARA DUMMIES
Me decidi a escribir esto para aclarar un poco de ideas. Leo muchisimos articulos escritos por "periodistas de ciencias" que nunca deben haber agarrado un libro de ciencias, y crean mas desinformacion que otra cosa en las redes o a traves de las noticias.
Asi que aclaremos un poco algo de la cosa mas oscura (en todo sentido) del Universo:
-Que es un Agujero Negro?
Un Agujero Negro, es una inmensa concentracion de materia que colapsa aplastada por su propia gravedad. No es ningun agujero ni lleva a ningun lado: Es simplemente materia en la forma mas comprimida que pueda imaginarse, al punto de estar tan comprimida que ahi dejan de valer las leyes de la fisica comunes al resto del universo
-Porque se le dice "Negro"?.
Todos los cuerpos del cielo tienen algo llamado "Velocidad orbital" y "Velocidad de escape". La velocidad orbital, es la minima que se requiere para entrar en orbita alrededor de un cuerpo en el espacio. Es la que llevan los satelites artificiales en sus orbitas, y cualquier velocidad menor a esa, hara que ese objeto orbitando, caiga al suelo. Si la velocidad aumenta, la orbita se hace cada vez mas alta y excentrica... y si se llega al punto de "Velocidad de escape", la orbita directamente es una curva abierta, el satelite escapa y no regresa nunca mas a orbitar a ese cuerpo celeste.
El Agujero Negro, contiene tal cantidad de materia que su gravedad es tan alta, que esa "velocidad de escape", a determinada distancia de su centro es igual a la de la luz: Por lo tanto, todo lo que este mas cerca que esa determinada orbita, no puede escapar, ni siquiera la luz porque esa velocidad no puede ser superada (De todos modos, esto tiene su excepciones por la Radiacion de Hawking y la Mecanica Cuantica, pero no es lo "normal" digamos)
-Como esta compuesto?
Un agujero negro esta compuesto por dos cosas basicas:
-La Singularidad central: Es el punto donde se concentro toda la masa que cayo en ese agujero negro. Es algo ADIMENSIONAL, o sea que no es "Ni pequeño ni grande ni caliente ni frio": CARECE de las dimensiones comunes a nuestra vida diaria, por eso dijimos al principio que en su interior, la fisica conocida, deja de tener sentido.
-El Horizonte del Evento (u Horizonte del Suceso): Es la "Superficie externa" formada por una "Velocidad orbital igual a la de la luz": Todo lo que gire en ella a la velocidad de la luz, se mantendra ahi. Todo lo que tenga algo menos de velocidad, caera irreversiblemente a su interior, y todo lo que este fuera de ella, si logra la velocidad suficiente, podra escapar.
-Existe un solo tipo de Agujero Negro?:
NO, teoricamente pueden existir varios tipos. El mas primitivo fue el que imagino Schwartzchild, que era "quieto, esferico perfecto y sin carga electrica", lo que es algo asi como una idealizacion excesiva, fuera de la realidad. Afinando la teoria, se pueden definir varios tipos: Con rotacion, con carga electrica, o con ambas al mismo tiempo. Esta ultima, seria la forma teorica mas cercana a la realidad, porque en el universo, todo gira, y en mayor o menor medida tendra alguna carga electrica.
-Que parametros definen las caracteristicas de un Agujero Negro?.
Para definir todas sus caracteristicas y a que tipo pertenece, solamente se tienen 3 datos: Masa, Acelaracion gravitatoria y Momento de inercia angular (relacionado con su velocidad de giro). Nada mas. La temperatura es algo que no tiene sentido en un objeto de estos: No es ni frio ni caliente... simplemente el concepto "temperatura" carece de sentido para ellos.
-Como se forman?. Puede aparecer uno cerca que ponga a la Tierra en peligro?
Se forman SOLAMENTE con el colapso de estrellas muy masivas: de al menos tres veces el tamaño de nuestro Sol. Menos masa de esa, es insuficiente para que la gravitacion sea tan alta como para comprimir y compactar todo. Que aparezca uno que ponga en peligro a la Tierra, imposible: No hay nada cercano en la Galaxia con la suficiente masa como para que se forme uno. El mas cercano de los ya formados, esta a mas de 1.000 años luz, y aunque "se decidiese a visitarnos", su velocidad de acercamiento seguramente no pasaria jamas de un 0,01% de la de la luz.... o sea que tardaria en llegar mas de un millon de años: tiempo mas que suficiente de "preaviso".
Hasta ahi, tenemos los conceptos mas basicos. Ahora vamos a algunas "extras" que suelen mencionarse, y si quien las cuenta no tiene demasiada idea, crea mas confusion que otra cosa.
"Singularidad desnuda": Es un concepto teorico de algo imposible de existir. Ya dijimos que la Singularidad es esa "cosa sin dimensiones del centro", que esta rodeada del "Horizonte del Evento".
Una singularidad desnuda, careceria de horizonte del evento.... y por lo tanto todo podria acercarse muchisimo a ella sin caer en ella. La unica "solucion posible", seria que tanto el diametro de la singularidad como el del horizonte del evento, sean iguales, e iguales a CERO. Irreal: porque si es cero, simplemente no existe.
"Con o sin pelo". Es bastante comun en estos dias leer noticias del tipo "Se confirma que los agujeros negros no tienen pelo"... y al lego en la materia o al solo medianamente informado, eso le suena como algo "traido de los pelos". De donde viene la idea?. Los pelos nacen DENTRO de la cabeza y salen FUERA de la cabeza. "Tener pelo" en el caso del agujero negro, seria equivalente a decir "escapa algo del horizonte del evento". "No tener pelo" significa "nada escapa del horizonte del evento".
Existe una anecdota sobre una apuesta entre Thorne y Hawking (por una suscripcion a la revista Play Boy) si "tienen pelo o no". Bueno... si nos basamos exclusivamente en la Relatividad General, no lo tienen, porque "nada escapa"... pero si nos basamos en la Mecanica Cuantica, tenemos la Radiacion de Hawking o los enlaces cuanticos que SI escapan... Y en ese caso "tendrian pelo". Pero como muchas cosas, el mas cercano esta a miles de años luz de distancia, y nadie podria acercase lo suficiente sin ser despedazado para verificar si algo escapa o no.... y en ese caso saber si "tienen pelo o no".
-Mini-agujeros negros: Otro mito que me parece surgido de fisicos teoricos tan apegados a la teoria que ni miran por la ventana. Se habla mucho de "los posibles mini-agujeros negros"... pero un breve analisis sin necesidad de sacar numeros, muestra que no pueden existir. O que si existen desaparecen tan rapido que ni nos dariamos cuenta que existieron.
Empecemos volviendo al principio: Un agujero negro, es simplemente "Materia comprimida al maximo por su enorme gravitacion". Breves calculos de fisica que solo necesitan matematicas de nivel de escuela secundaria, muestran que "para que se comprima hasta ese punto hace falta al menos TRES VECES la masa del Sol"... y eso no es nada de "Mini". Y el limite varia segun la carga electrica que tenga (porque para acercar dos protones a la distancia de un nucleo atomico, la fuerza fuerte requiere ejercer UNA TONELADA), y de la velocidad con que gire (si gira muy rapido, se desintegrara por la fuerza centrifuga antes de colapsar.
Por otro lado, la energia que puede irradiar por "Radiacion de Hawking" es inversamente proporcional a su masa: O sea que el grande irradia menos que el pequeño... asi que si se forma uno con la masa de un auto, irradiara mas que tres soles juntos.... y se evaporara en cuestion de mil millonesimas de segundo y habra desaparecido antes que nos enteremos que siquiera existio.
Creo que con este pequeño "Manual basico" sera mas facil comprender las noticias sobre el tema a los legos en la materia.
