El físico Karl Schwarzschild en 1916 basado en la teoría general de Einstein —que explica la gravedad en base a que los cuerpos arquean o curvan el espacio o el tejido del espacio-tiempo en la medida de su masa— sugirió que los cuerpos dotados de una gran masa y una gran fuerza de gravedad —la suficiente— arquean y curvan el espacio a su alrededor de forma completa. Así que son como agujeros o pozos en el espacio o en el tejido cósmico, ya que su gravedad no permite que nada escape de su entorno inmediato —o lo que científicamente se llama horizonte de sucesos— incluyendo a la luz, puesto que la velocidad de escape de él debe ser mayor que la velocidad de la luz, por esto la luz no puede escapar hacia afuera del horizonte de sucesos. El punto rodeado por la capa del horizonte de sucesos en el espacio se llama punto de singularidad, donde colapsan las leyes físicas conocidas o como usualmente las conocemos, y su entorno inmediato (horizonte de sucesos) lo conocemos con el nombre de agujeros negros.

Estos se forman generalmente cuando una masa enorme —como la masa de una gran estrella que ha agotado su combustible y colapsa sobre su centro— se concentra en una pequeña región del espacio de forma suficiente como para curvar el tejido cósmico de manera completa y el volumen del punto de singularidad es igual a cero. Por esto, sea cual sea el valor de su masa, su densidad será infinita y el radio del horizonte de sucesos —es decir, los límites del agujero negro— del cual no escapa ni la luz, depende de la masa del agujero negro.

«Las estrellas muy pesadas queman el hidrógeno para formar helio mucho más rápidamente que el Sol, hasta el punto que pueden agotar el hidrógeno en tan sólo unos pocos centenares de millones de años. Tras ello, las estrellas se enfrentan a una crisis. Pueden quemar helio y formar elementos más pesados, como por ejemplo carbono y oxígeno, pero estas reacciones nucleares no liberan mucha energía, de manera que las estrellas pierden calor y disminuye la presión térmica que las sostiene contra la gravedad. Por lo tanto, empiezan a contraerse. Si su masa es mayor que unas dos veces la masa solar, la presión nunca será suficiente para detener la contracción. Se colapsarán a tamaño cero y a densidad infinita para formar lo que llamamos una singularidad». [1]

Los agujeros negros en el espacio han sido registrados y observados, ya sea mediante la aceleración del movimiento de algunas estrellas a su alrededor cuando se acercan al horizonte de sucesos o como ocurrió recientemente en el siglo XXI, cuando un grupo de científicos coreanos realizaron una observación y fotografiaron un agujero negro devorando una estrella.[2]

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Figura 22: Ilustración de un agujero negro que muestra en su base el punto de singularidad.[3]

La velocidad de escape:

Es la velocidad que permite a un cuerpo o a una partícula escapar de la atracción de otro cuerpo, por ejemplo: la velocidad de escape de la Tierra o de la gravedad de la Tierra es de 12 kilómetros por segundo aproximadamente y es mucho menor que la velocidad de la luz. Por esto la luz escapa de la Tierra hacia el espacio que la rodea y por esto la Tierra es visible para un observador fuera de ella. Y así es el caso con respecto al Sol y las otras estrellas excepto para los agujeros negros, pues la velocidad de escape de ellos es mayor que la velocidad de la luz, por eso son oscuros y no se ven.

El horizonte de sucesos:

Es la superficie que separa la región del espacio-tiempo de la cual la luz puede escapar, de la región de la cual la luz no puede escapar. El horizonte de sucesos se considera un límite del agujero negro.


[1] Fuente: “Hawking – El universo en una cáscara de nuez”, págs. 120-121.

[2] Euronews (19/09/11). Primeras fotos de un agujero negro devorando una estrella. Disponible en: https://arabic.euronews.com/2011/09/19/black-hole-caught-gobbling-up-a-star

[3] Fuente: ASTRONOMY SOURCE Author: Wolf Damm Published: October 13th, 2011. Available at :

http://www.astronomysource.com/tag/ergosphere-definition/

 


Extracto del libro “La Ilusión del Ateísmo” de Ahmed Alhasan (a)

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