Ciencias Exactas y Naturales

PK-EN-294- AG ¿Qué es un agujero negro? ¿Y podría la Tierra caer en uno?

Educación de calidad

Asesor: REYNA ELIZALDE GONZÁLEZ

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

Axel Uriel Liceaga López , Leonardo Reyes Gómez [6to Lobo]

Resumen

Un agujero negro es una región infinita del espacio en  cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio tal, que ninguna partícula,, puede escapar de ella.. Los agujeros negros pueden ser capaces de emitir un tipo de radiación, la radiación de Hawking, conjeturada por Stephen Hawking en la década de 1970.

Los agujeros negros representan la última fase en la evolución. 

El agujero negro más cercano al Sistema Solar se llama QV Telescopii (HR 6819) que está aproximadamente a 750 años luz.

Pregunta de Investigación

¿Qué hay dentro de un agujero negro? ¿Qué puede llegar a absorber un agujero negro?

Planteamiento del Problema

Aunque dan miedo, los agujeros negros son nuestros compañeros en el universo.

De hecho, es uno de los cuerpos celestes mas misteriosos y fascinantes del cosmo.

Es solo una teoría, así que no cunda el pánico.Por el momento,no corremos ningún riesgo.

Antecedentes

Qué es un  agujero negro?

Un agujero negro es una parte donde  la materia  a colapsado  sobre si misma.La atracción gravitacional están fuerte que nada,ni siquera la luz,puede escapar de ella

¿Cómo se forman los agujeros negros?

Los agujeros negros surgen de la desaparición explosiva de ciertas estrellas grandes llamadas supernovas  que  por lo menos son estrellas 20 veces mas grande que el sol. 

 Un agujero negro es una región infinita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de el

Qué es un agujero negro supermasivo?

El 10 de abril de 2019, el Event Horizon Telescope (EHT) fotografió por primera vez un agujero negro, el agujero negro supermasivo de entre 6400 y 6600 masas solares localizado en el centro de la galaxia M87.

Aunque puedas pensar que la idea de los agujeros negros viene desde hace mucho tiempo, la verdad, es que esta idea se remonta desde hace solo 200 años. En 1783 el geólogo y astrónomo John Michell fue el primero en describir los agujeros negros, en ese tiempo tenían otro nombre, él las llamó estrellas negras

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, se encuentra rodeada de agujeros negros, pero un reciente descubrimiento ha señalado que uno de ellos es bastante más especial.

Tiene aproximadamente 55.000 veces la masa del Sol y lo que hace que sea tan peculiar, según la comunidad científica, es que podría ser una reliquia creada antes de que se formaran las primeras estrellas y galaxias.

Un agujero blanco es un lugar de donde puedes salir pero al que nunca puedes regresar”. Los agujeros blancos son la contraparte exacta de los agujeros negros. En vez de tragarse todo lo que se acerca a ellos, constantemente está expulsando y repeliendo la materia que llega a sus confines.

Dentro de un agujero negro el tiempo se detiene.Si una persona entra a un agujero negro no podria aguantar la fuerza de atraccion y  podria morir por la atraccion o por el congelamiento.La parte central del agujero negro se le llama horizonte de los sucesos.

La “superficie” de un agujero negro, denominada horizonte de eventos, define el límite donde la velocidad requerida para. (En 2021 se observaron reflejos de luz en la parte más lejana del agujerevadirlo excede la velocidad de la luz, que es el límite de velocidad en el cosmos. La materia y la radiación son atrapadas y no pueden saliro negro). Los agujeros negros pueden ser capaces de emitir un tipo de radiación, la radiación de Hawking, conjeturada por Stephen Hawking en la década de 1970. La radiación emitida por agujeros negros como Cygnus X-1 no procede del propio agujero negro sino de su disco de acreción.

Un agujero negro muy grande puede vivir centenares de miles de millones de años. Cuanta más masa tenga, más tardará en desaparecer; es decir, un agujero negro poco masivo, ‘pasará a mejor vida’ más rápidamente que uno más masivo, ‘devolviendo’ al espacio la energía que estuvo absorbiendo durante toda su vida útil.

Un agujero negro con una masa igual a la del Sol tendria un radio de 3 km.Para darse una idea nuestro Sol es considerada una estrella enana amarilla y las mas grandes son las gigantes rojas o anaranjadas.Por lo tanto,un agujero negro tipico de 10 masas solares tendria un radio de 30 km y el agujero negro de un millon de masas solares en el centro de nuestra galaxia tendria un radio de 3 millones de km.

Un año luz es una medida de longitud empleada que equivale a la distancia que recorre la luz en un año, aproximadamente nueve billones de kilómetros. El concepto de un cuerpo tan denso que ni siquiera la luz puede escapar de él fue descrito en un artículo enviado en 1783 a la Royal Society por el  y clérigo inglés John Michell. Por aquel entonces la teoría de Newton de la gravitación y el concepto de velocidad de escape eran muy conocidas. Michell calculó que un cuerpo con una densidad 500 veces mayor a la del Sol, pero con su mismo radio, tendría, en su superficie, una velocidad de escape igual a la de la luz y sería invisible. En 1796, el matemático francés Pierre-Simon Laplace explicó en las dos primeras ediciones de su libro Exposition du Systeme du Monde la misma idea, aunque, al ganar terreno la idea de que la luz era una onda sin masa, en el siglo XIX fue descartada en ediciones posteriores.

En 1915, Einstein desarrolló la relatividad general y demostró que la luz era influida por la interacción gravitatoria. Unos meses después, Karl Schwarzschild encontró una solución a las ecuaciones de Einstein, donde un cuerpo pesado absorbería la luz. Se sabe ahora que el radio de Schwarzschild es el radio del horizonte de sucesos de un agujero negro que no gira, pero esto no era bien entendido en aquel entonces. El propio Schwarzschild pensó que no era más que una solución matemática, no física. En 1930, Subrahmanyan Chandrasekhar demostró que un cuerpo con una masa crítica (ahora conocida como límite de Chandrasekhar) y que no emitiese radiación, colapsaría por su propia gravedad porque no habría nada que se conociera que pudiera frenar (para dicha masa la fuerza de atracción gravitatoria sería mayor que la proporcionada por el principio de exclusión de Pauli). Sin embargo, Eddington se opuso a la idea de que la estrella alcanzara un tamaño nulo, lo que implicaría una singularidad desnuda de materia, y que debería haber algo que inevitablemente pusiera freno al colapso, línea adoptada por la mayoría de los científicos.

En 1939, Robert Oppenheimer predijo que una estrella masiva podría sufrir un colapso gravitatorio y, por tanto, los agujeros negros podrían ser formados en la naturaleza. Esta teoría no fue objeto de mucha atención hasta los años 60, porque, después de la Segunda Guerra Mundial se tenía más interés en lo que sucedía a escala atómica.

En 1967, Stephen Hawking y Roger Penrose probaron que los agujeros negros son soluciones a las ecuaciones de Einstein y que en determinados casos no se podría impedir que se crease un agujero negro a partir de un colapso. La idea de agujero negro tomó fuerza con los avances científicos y experimentales que llevaron al descubrimiento de los púlsares. Poco después, en 1969, John Wheeler10​ acuñó el término “agujero negro” durante una reunión de cosmólogos en Nueva York, para designar lo que anteriormente se llamó “estrella en colapso gravitatorio completo”.El primer antecedente del concepto de agujero negro proviene del y en particular de las especulaciones de John Michell, en el Reino Unido, y Pierre Simon de´ Laplace, en Francia.

Objetivo

Informar los daños que los agujeros negros pueden hacer y que hacer en caso de que la Tierra caiga en uno de ellos.

Justificación

El interés de  este tema surge porque se han realizado varías investigaciones sobre los agujeros negros y no se sabe exactamente que hay dentro de un agujero negro y si la tierra podria caer en uno de ellos.

Hipótesis

Si los agujeros negros absorben todo entonces también pueden absorber la Tierra

Método (materiales y procedimiento)

Realizaremos una maqueta donde representemos el tamaño de un agujero comparado con el Sol y la Tierra.

Materiales:

1-.3 bolas de unicel de distinto tamaño

2-.Base forrada de color negro

3-. Aro de unicel 

4-.Pintura(azul,verde,naranja y negra)

5-.Cono de cartulina de color negro

6-.3 o más palillos de madera

7-.Un pincel

8-.Títulos del Sol,Tierra,Luna y Agujero negro

9-.Diamantina

Procedimiento 

1-.Pintar las 3 bolas de unicel con el pincel la más grande de color naranja y la mediana de color verde y azul y la más chica hay que cubrirla de aluminio.Estas tres bolas serán el Sol la Tierra y la Luna.

2-.Colocar un palillo por debajo de las bolas para después colocarlas en la

base forrada de color negro.A la base colocar un poco de diamantina para que parezca el espacio

3-.Pintar el aro de color negro y meter el cono de cartulina.Después colocar el palillo por debajo y colocarlo en la base.

4-.Por ultimo solo hay que colocar sus títulos:Sol,Luna,Tierra y Agujero negro y Listo.         

Galería Método

Resultados

Los resultados que obtuvimos de nuestra investigación  fueron que si la  Tierra cayera en un agujero negro sería como si cayéramos en un agujero sin fin. Como humanos moriríamos  por la fuerza de atracción que  es demasiada.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Con todas estas investigaciones podemos concluir qué hay  agujeros más grandes que otros, unos llamados agujeros negros y otros más grandes llamados agujeros negros supermasivos.

Y que si la Tierra cayera en un agujero negro sería como si cayéramos en un agujero sin fin.

Por lo tanto nuestra hipótesis que realizamos al inicio pudimos comprobarla donde mencionamos que la fuerza de atracción sería tan fuerte  que no la resistiremos y moriríamos.

Bibliografía

https://ciencia.nasa.gov/que-son-los-agujeros-negroshttps://www.nationalgeographic.es/espacio/agujeros-negroshttps://www.nationalgeographic.es/espacio/agujeros-negroshttps://ondasyparticulas.com/2021/10/22/curiosidades-de-los-agujeros-negros/https://www.clarin.com/tecnologia/que-es-y-como-se-ve-agujero-negro_0_4ra0qkZO.

 

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography