Ciencias Exactas y Naturales

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

PK-EN-214 EL HOYO NEGRO

Asesor: MARIA ALEJANDRA ROMO SABUGAL

Resumen

Durante muchos años el estudio de los hoyos negros ha llamado la atención de un gran numero de investigadores, muchos de ellos han intentado describir la forma de un agujero negro para poder entender mejor su naturaleza.

El presente trabajo me llamo la atención investigar como son estos hoyos negros de una manera fácil para poder entenderlo.

Pregunta de Investigación

¿ Que es un hoyo negro?

Planteamiento del Problema

Cuando se estudia un hoyo negro se tiene bien claro que nunca podremos acercarnos a el o afectarlo de alguna forma, es por eso que para poder tener una mejor comprensión de el es necesario elaborar un modelo.

Antecedentes

Los cuerpos celestes están rodeados de un campo capaz de atraer a otros objetos cercanos hacia su centro,este campo es también conocido como campo gravitatorio que esta en función de la distancia entre los objetos y la densidad que es proporcional al cociente de la masa sobre el volumen.

el concepto de agujero negro tiene al menos 200 años, sus raíces están en las leyes de gravedad dadas por Isaac Newton (publicadas en 1687).

Un catedrático egresado de la universidad de Cambridge John Mitchell (1724-1783) logro predecir la existencia de lo que hoy se conoce como hoyo negro.

Mitchell en 1783 escribió un articulo “Philosophical Transactions” of the Royal Society of London, en el planteaba la presencia de cuerpos invisibles, de una enorme masa, y ademas de un intenso campo gravitatorio, que según el, no dejaba escapar la luz, ya que la luz emitida desde la superficie de las estrellas seria arrastrada de vuelta hacia el centro por la atracción gravitatoria de la misma.

Por lo que intentare simular el funcionamiento de un hoyo negro con ciertos materiales sencillo, que nos auxilien para entender algunas características , como lo es la masa y su velocidad.

A continuación explicare algunos conceptos que me fueron necesarios aprender para entender tanto el tema como el experimento.

  • Supernova: Es una estrella que estalla y lanza a todo su alrededor la mayor parte de su masa a altisimas velocidades.
  • Espectro electromagnético: Se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta ),que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción el tamaño de un átomo.
  • Hoyo negro: Región en el espacio del que no puede escapar materia o energía de su interior debido a que su gran densidad forma un intenso campo gravitatorio a su alrededor que origino después de que una estrella de cierta masa, exploto como supernova y sufrió un colapso.
  • Campo gravitacional: Campo que rodea a los cuerpos que es capaz de atraer a otros objetos cercanos a el con gran fuerza.
  • Luz visible: Parte visible del espectro electromagnético.
  • Velocidad de escape: Es la velocidad que se imprime a un proyectil para que dicho proyectil no regrese de nuevo al planeta, cabe mencionar que para cada planeta o estrella varia la velocidad de escape, ya que esto depende de la masa y el radio de cada planeta.
  • Velocidad de la luz:  Velocidad máxima a la que puede viajar un objeto y es de 3000000(km/s).
  • Foton: Es la articula mediadora de la interacción electromagnética y la expresión cuántica de la luz.
  • Densidad: Es la cantidad de masa por unidad de volumen, se mide de acuerdo al SI en (Kgm3).
  • Masa: Es la medida de la inercia de un cuerpo, en el SI sus unidades son kilogramos.
  • Vórtice: Es el patrón generado por el movimiento de rotación de muchas partículas alrededor de un punto en común ( no necesariamente tiene que estar fijo).Como ejemplo están los huracanes, tornados, trombas ,galaxias, la mancha de júpiter y el hoyo negro.

 

 

 

Objetivo

El objetivo de mi investigación es construir un modelo de un hoyo negro que nos permita observar y reconocer algunos puntos importantes de la naturaleza de un hoyo negro.

Observar que un hoyo negro se comporta como un vórtice

Justificación

Decidí realizar la presente investigación con la finalidad de realizar un modelo sencillo para poder observar como es que se comportan los hoyos negros.

Conocer su importancia nos ayudara a entender, en parte, como es que las galaxias y las nuevas estrellas se constituyen y forman.

Hipótesis

Si el interior de un hoyo negro se comporta como un vórtice, entonces, mi experimento demostrará que atraerá su centro las masas que se encuentran a su alrededor.

Método (materiales y procedimiento)

  • Método : Experimental,expositivo,descriptivo.
  • Materiales:  libros , Internet.

Modelo de hoyo negro material para realizar este proyecto:

  • 2 botellas de 1.5 litros con tapas
  • Cinta adhesiva
  • Silicón liquido
  • 1 bola de unicel de 2cm. de diámetro
  • Agua

El procedimiento que realice es el siguiente:

1.- Preparación de nuestro material y equipo perforar las tapas al centro con un circulo de 1cm de diámetro

2.- llenar un a de las botellas con agua.

3.- Pegar las dos tapas por la parte de arriba y colocársela  a la botella que tiene agua.

4.- Perforar en el centro la bola de unicel, de forma que pueda entrar en la boca de las botellas.

5.- De la misma forma poner la botella vacía encima y con el silicon y la cinta adhesiva asegurándose  que se encuentren bien pegadas.

6.- Una vez terminado y que se encuentre bien pegados la botellas las tomamos cuidado, las ponemos en la mesa después  volteamos  la botella con agua y así observamos como se forma el hoyo negro en una región en este espacio que tiene un campo gravitacional muy intenso de nuestra botella.

7.- En este espacio se tiene el campo gravitacional muy intenso de nuestra botella.

Galería Método

Resultados

El vórtice es el patrón generado por el movimiento de rotación de muchas partículas alrededor de un punto en común( no necesariamente tiene que estar fijo), en este caso la estrella se convirtió en un hoyo negro se estaba rotando y cuando se forma un hoyo negro las partículas siguen rotando en torno al centro al igual que en el vórtice, eso mismo ocasiona que el disco de acreación se comporte como un vórtice, en nuestro modelo las bases de la botella simulan al disco de acreración y la bola de unicel al hoyo negro, que es la zona con un campo gravitatorio muy intenso.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Con el experimento realizado, comprobamos nuestra teoría: El hoyo negro es una pequeña región en el espacio que tiene un campo gravitacional muy intenso. el cual, efectivamente , se comporta como un vórtice que absorbe a toda aquella masa de menos densidad a su alrededor.

el objetivo se cumplió, ya que observamos que el comportamiento de un hoyo negro es parecido al de un vórtice.

Bibliografía

  • Peralta-Fabi Ramos. fluidos apellido de líquidos y gases DF,la ciencia desde México, 1995, pp 151.
  • Hacyan Shahen, los hoyos negros la curva tura del espacio- tiempo. Editorial Fondo de cultura económica, tercera edición la ciencia para todos México 2003.
  • Rios Ruben H- Stephen Hawking y el destino el universo, Editorial alfa omega. Madrid España.
  • Odenwald Sten F. 1998, El café dela astronomía, ediciones Robinbook,Barcelona España
  • McEvoy Joseph y Zarate Oscar, Stephen Hawking para principiantes ,Editorial Era Naciente , Buenos Aires Argentina , 200
  • http:www.dgcs.unam.mx/boletín/bdbolertin72011_356.html
  • http:/blackholes.radiouniverso.org/básicas.php?id=8
  • http://www.sc.ehu.es/sbweb/física/fluidos/estatica/arquimides.htm

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography