El presente trabajo es una investigación acerca de un fenómeno que comenzó siendo de inquietud imaginaria, después fue descubierta la posibilidad de su existencia en la resolución de ecuaciones teóricas y finalmente se han observado en el espacio gracias al avance de aparatos tecnológicos que han podido captar su radiación. Aunque no nos ha sido posible estar tan cerca de alguno, sabemos que constantemente se forman debido al colapso de grandes estrellas que mueren y originan uno. Sin embargo es posible seguir desarrollando su estudio, ya que llegar a conocerlos y explicar su formación así como su influencia en el entorno es también una manera de acercarnos a comprender el origen de nuestro universo.
Planteamiento del problema.
El Universo es un todo del que somos parte. Debido a lo inmenso y complejo que es, a lo largo del tiempo ha sido objeto de estudio e investigación para las personas, ya que entender sus leyes nos ayuda a comprender nuestro lugar dentro de él.
Con el avance de la ciencia, cada vez descubrimos y comprendemos más fenómenos. Uno de ellos es la existencia de los llamados agujeros negros, cuya existencia inició siendo una inquietud en el terreno de la ciencia ficción que posteriormente se fue convirtiendo en realidad al ser explicados por grandes teorías como la de la Gravedad y la Relatividad, así como descubierta su existencia gracias a los avances científicos que permitían conocer mejor el universo.
La primera persona que sugirió la existencia de los agujeros negros fue un clérigo inglés del siglo XVIII, el reverendo John Michel. Fue una de las primeras personas en calcular la distancia de la tierra a una estrella y pensaba que en el universo podrían existir estrellas oscuras tan grandes que la luz no sería capaz de escapar de ellas. “Si existieran cuerpos con densidades como las del sol, pero mucho más grandes que el sol, entonces su luz no podría alcanzarnos y no los veríamos. Sin embargo, podríamos observar que algún otro objeto luminoso girara a su alrededor.
La búsqueda de agujeros negros
Los agujeros negros permanecieron ocultos por décadas, pero ahora los científicos están entrando en su territorio desconocido y el conocimiento que logremos recopilar, podría ser la clave para comprender la verdadera naturaleza de la realidad. Los agujeros negros tienen una historia interesante que contar y han dado origen a muchas sorpresas teóricas que nos ayudan a comprender mejor el Universo. Años atrás eran considerados parte de la ficción, pero ahora sabemos que son reales, ya que, aunque no hemos llegado hasta uno, tenemos suficiente evidencia de que existen.
Hacia 1970, un satélite llamado Uhuru determinó la posición de una estrella de rayos X denominada Cygnus X-I. Dada la ubicación tan precisa, los astrónomos pudieron identificar dicha estrella con un telescopio. Cuando estudiaron la fuente de rayos X del Cygnus X-I se encontraron con que los rayos X provenían de un punto cercano a una estrella azul. Dicha estrella junto con este punto del que provienen los rayos X se orbitan mutuamente en una órbita 20 veces el tamaño del sol, lo que significa que la fuente de rayos X no podía ser ninguna estrella ordinaria ya que si lo fuera brillaría lo bastante como para verla. Así que dedujeron que sólo podría tratarse de un agujero negro. En este caso no era el supuesto agujero negro el que emitía los rayos X, sino la materia que está a punto de caer en él.
Investigar y conocer qué son los agujeros negros, cómo se forman y cuál es su importancia para comprender el universo.
Elegí el tema porque Quiero investigar qué son los agujeros negros y cómo es que se forman, ya que observé videos que me hicieron interesarme en ese fenómeno.
Los agujeros negros son misteriosos fenómenos espaciales que pueden representar un peligro para la vida en la tierra.
La metodología que se realizó fue de investigación documental. Todas las fuentes consultadas fueron tanto libros para niños como de divulgación científica y uno del tema de física especializada (cuántica).
Así mismo se recurrió a fuentes digitales sólo para la recopilación de imágenes.
¿Cómo se forma un agujero negro?
Según Stephen Hawking en su libro Agujeros negros y pequeños universos, el surgimiento de un agujero negro es el siguiente: Una estrella con una masa diez veces la del sol genera calor en su núcleo durante la mayor parte de su existencia, transformando hidrógeno en helio. La energía liberada crea presión suficiente para que la estrella soporte su propia gravedad, pero cuando la estrella haya consumido su combustible nuclear, nada podrá mantener la presión exterior y por efecto de la gravedad comenzará a contraerse hasta encogerse tanto que su campo gravitatorio será tan fuerte que la luz emitida por la estrella no podrá escapar.
Es probable que enormes agujeros negros se hayan formado hace mucho en el universo.
Desde el centro de algunas galaxias, salen disparadas grandes ráfagas de materia, arrojadas desde un disco gigante de gas y estrellas pulverizadas que giran con mucha rapidez alrededor del agujero negro. Incluso parece que en el centro de nuestra propia galaxia se encuentra uno. Los telescopios de rayos X y de radio han captado unas poderosas fuentes en el centro galáctico. Muestran que hay un gas muy caliente girando alrededor de algo enorme y que se arrojan descargas pequeñas de materia.
Espacio curvado
La teoría general de la relatividad explica la gravedad como resultado de que el espacio tiempo se curva en presencia de materia. En realidad, los objetos sujetos al influjo de la gravedad ruedan por los valles de un paisaje accidentado de espacio tiempo curvado. De modo contrario, un espacio-tiempo plano, sin materia, sería como una goma estirada y plana (o una cama elástica). Si la extensión recibe un peso, éste forma una hondonada y todo lo que se halle encima seguirá una trayectoria curvada alrededor. Si el objeto es lo bastante pesado ,estira tanto el tejido que forma un hoyo hondo con lados verticales del que nada puede escapar (agujero negro)
Según la Relatividad General un agujero negro se define como una región del espacio-tiempo donde la materia y la radiación pueden entrar, pero de la cual no pueden escapar. Este cuerpo astrofísico es un agujero porque la materia y la radiación caen el él y es negro porque la luz no puede salir.
Hay dos formas de reconocer indirectamente la presencia de un agujero negro: la primera es detectar la atracción gravitacional que el agujero negro ejerce sobre otros cuerpos; la segunda es detectar fuentes de rayos X que se producen cuando el agujero negro interactúa con el material que está cayendo sobre él.
Al investigar acerca de la formación de agujeros negros aprendí la importancia de las estrellas y sus características. En mi hipótesis suponía que un agujero negro se formaba a partir de la muerte de una estrella y dado que el universo está lleno de estrellas, creía que era probable que hubiese tambien muchos agujeros negros amenzando nuestro sistema solar.
Sin embargo la formación de un agujero negro se da solamente en estellas cuya masa está definida por un límite conocido como «límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff»
Bibliografía
Barnett, Alex. Agujeros negros y otras curiosidades espaciales. México. Editorial Planeta Mexicana S.A de C.V. 2004.
Gribbin, John. Nuestro Universo. La última frontera. Barcelona. Ediciones Barcelona. 2001.
Hawking, Stephen W. Agujeros negros y pequeños universos. México. Editorial Crítica. 2016.
Hawking, Stephen W. Historia del tiempo. Del Big Bang a los Agujeros negros. México, Editorial Crítica.1992.
Henao Moreno, Juan Felipe. Agujeros negros. Conceptos de relatividad general y física cuántica. Medellín. Sello Editorial Universidad de Medellín. 2014.
Abstract
The present work is an investigation about a phenomenon that began as an imaginary concern, then the possibility of its existence was discovered in the resolution of theoretical equations and finally they have been observed in space thanks to the advance of technological devices that have been able to capture their radiation. Although it has not been possible for us to be so close to any of them, we know that they are constantly forming due to the collapse of large stars that die and originate one. However, it is possible to continue developing their study, since getting to know them and explaining their formation as well as their influence on the environment is also a way to get closer to understanding the origin of our universe.
