Copia - Agujeros Negros

ANATOMÍA

CUÁSAR

¿ CÓMO SE CREAN ?

¿CÓMO SE DETECTAN ?

SINGULARIDAD

CAER DENTRO

Existen varios tipos de agujeros negros según sus características y propiedades. Los tres tipos principales de agujeros negros son:

Agujeros negros primordiales

Agujeros negros estelares

Agujeros negros supermasivos

Teorema del no pelo

¿ Cómo se crean ?

• Proceso:

2. Evolución Estelar:

3. Agotamiento del Combustible Nuclear:

1. Formación Estelar:

6. Formación del Horizonte de Sucesos:

5. Colapso Gravitacional:

4. Supernova:

¿Cómo se detectan?

A lo largo de la historia los cientificos han desarollado diferentes formas para detectar de los agujeros negros. Estos son algunos de ellos:

1. La emisión de rayos X:

2. Observaciones de radio:

3. Efectos gravitatorios:

4. Efectos Efectos sobre estrellas y gas:

Caer Dentro

VIAJE ATRAVÉS DE UN AGUJERO NEGRO

¿REALMENTE NADA PUEDE ESCAPAR...?

Cuásares

Su papel en la Astronomía

Origen y Formación

Introducción

Su papel en la Astronomía

Los cuásares tienen un papel fundamental en la astronomía moderna. En primer lugar, son excelentes indicadores de la evolución de las galaxias y la historia del universo. Al observar cuásares a diferentes distancias, los astrónomos pueden estudiar cómo ha evolucionado el universo con el tiempo y cómo se han formado y desarrollado las galaxias a lo largo de miles de millones de años. Esto proporciona información valiosa sobre la formación y la historia del cosmos. Además, los cuásares son laboratorios naturales para estudiar la física extrema, como los agujeros negros supermasivos y los procesos de acreción asociados son condiciones inaccesibles en la Tierra. Los científicos pueden utilizar los datos de los cuásares para investigar la relatividad general de Einstein y para poner a prueba teorías sobre la física de partículas.

El material que cae a un agujero negro suele formar un disco a su alrededor, que se va absorbiendo en un proceso llamado acreción. Cuando la materia cae, se acelera y se calienta por su propia fricción. Al hacerlo emite rayos X que podemos detectar.

Horizonte de sucesos

Es la frontera de la singularidad. El punto de no retorno donde nada puede librarse de la ‘succión’ que ejerce la gravedad, como una aspiradora gigantesca, tan potente que ni siquiera pueden escapar los rapidísimos fotones, es decir, la luz… A partir de aquí empieza lo negro.

Teorema del no pelo

El teorema del "no pelo" es una conjetura en la teoría de la relatividad general de Albert Einstein que sugiere que todos los agujeros negros, independientemente de su origen o masa, pueden describirse completamente mediante solo tres propiedades esenciales: su masa, su momento angular (rotación), y su carga eléctrica. Esto implica que, en teoría, no importa cuál haya sido la estrella progenitora que colapsó para formar el agujero negro, o cómo se formó el agujero negro, su descripción física se simplifica en términos de estas tres características.

Esfera de fotones

Aunque un agujero negro es oscuro, el plasma ardiente que lo circunda sí que brilla. Mientras pueden, los fotones se desplazan en línea recta, como el chorro de luz de una linterna, pero en las inmediaciones del horizonte de sucesos la gravedad ya es lo bastante fuerte como para curvar sus trayectorias, motivo por el que percibimos un anillo brillante que rodea una oscura ‘sombra’ más o menos circular.

En el centro del agujero negro hay una región de densidad infinita llamada singularidad. Alrededor de esta singularidad, hay un límite imaginario llamado el horizonte de sucesos. Una vez que cualquier objeto, incluida la luz, cruza este límite, queda atrapado por la gravedad del agujero negro y no puede escapar. Este proceso de formación de agujeros negros está vinculado a la muerte explosiva de estrellas masivas y es fundamental para nuestra comprensión de la evolución cósmica y la naturaleza del espacio y el tiempo en el universo.

Agujeros negros supermasivos

Estos agujeros negros se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias, incluyendo la Vía Láctea. Tienen masas enormes, que van desde millones hasta miles de millones de veces la masa del Sol. Aunque no se comprende completamente cómo se forman, se cree que crecen a lo largo del tiempo al fusionarse con otros agujeros negros y acumular materia de su entorno.

Disco de Acrecimiento

Un disco formado por gases y polvo sobrecalentados rueda en torno a un agujero negro a inmensas velocidades, generando una radiación electromagnética (rayos X, radiación óptica, rayos infrarrojos y ondas de radio) reveladora de la ubicación del agujero negro. Algunos de estos materiales terminan por cruzar el horizonte de sucesos; otros pueden verse expulsados y se transmutan en chorros.

¿ A partir de dónde se crean ?

El nacimiento de un agujero negro está vinculado al proceso de formación y evolución estelar. A grandes rasgos, los agujeros negros se forman a partir del colapso gravitacional de estrellas masivas al final de sus vidas.

Orígen y Creación

La formación de los cuásares es un fenómeno fascinante. Se cree que están vinculados a agujeros negros supermasivos que se encuentran en el núcleo de galaxias distantes. Estos agujeros negros, con masas equivalentes a millones o incluso miles de millones de veces la masa de nuestro sol, actúan como enormes devoradores de materia. A medida que la materia cae hacia el agujero negro, se forma un disco de acreción caliente y giratorio alrededor de él. Las altas temperaturas y las velocidades extremadamente altas en este disco generan intensas emisiones de radiación en una amplia gama de longitudes de onda, lo que da lugar a la característica luminosidad de los cuásares.

Otra de las teorías que hay sobre la creación de los cuásares es que son el resultado de la fusión de dos galaxias, pero lo curioso sobre esta teoría es que solamente se dio con las primeras galaxias que se formaron y fusionaron a principios del nacimiento del universo, es por eso que todos los cuásares que los astrónomos han podido observar se encuentran a distancias muy grandes, y las imágenes que nos llegan a la tierra son de hace unos 13.800 millones de años.

En el caso de estrellas especialmente masivas, cuando el núcleo colapsa, las capas externas de la estrella son expulsadas violentamente en una explosión llamada supernova. Este evento libera una enorme cantidad de energía y es uno de los fenómenos más brillantes en el universo observable.

Los astronomos tambien pueden detectar agujeros negros mirando como afectan a las estrellas cercanas y al gas circundante los agujeros negros pueden tirar de estrellas cercanas hacia ellos o hacer que el gas gire a velocidades increibles lo cual puede ser detectado y estudiado.

Cuando una estrella masiva agota su combustible nuclear, no puede mantener este equilibrio y comienza a colapsar bajo la influencia de su propia gravedad.

Todo comienza con la formación de una estrella a partir de una nube de gas y polvo en el espacio. La gravedad atrae estas partículas hacia un punto central, formando una protoestrella. Cuando la densidad y temperatura en el núcleo de la protoestrella alcanzan niveles suficientemente altos, comienza la fusión nuclear, donde el hidrógeno se convierte en helio y libera enormes cantidades de energía en forma de luz y calor.

Última órbita interna estable

El borde interior de un disco de acrecimiento es el último lugar donde los materiales pueden orbitar con seguridad, sin correr el riesgo de precipitarse más allá del punto de no retorno y ‘caerse’ al pozo.

Agujeros negros estelares

Estos son los agujeros negros más comunes y se forman a partir del colapso gravitacional de una estrella masiva al final de su ciclo de vida. Cuando una estrella agota su combustible nuclear, la gravedad colapsa su núcleo, formando un agujero negro. La masa del agujero negro depende de la masa de la estrella progenitora y puede variar desde unas pocas veces la masa del Sol hasta varias decenas de veces la masa solar.

Durante la mayor parte de su vida, una estrella está en equilibrio entre la gravedad, que tira hacia adentro, y la presión generada por las reacciones nucleares en su núcleo, que empujan hacia afuera. Esta lucha entre la gravedad y la presión mantiene la estrella estable.

Singularidad

Si el agujero negro fuera una boca que se lo tragase todo, la singularidad sería el estómago. Toda la materia y la energía devoradas terminan aquí, hechas un ‘masacote’ de densidad infinita. Los físicos no tienen ni idea de cuáles son las leyes en este extraño lugar.

Los agujeros negros supermasivos en el centro de la galaxias estan rodeados de gas y polvo, Cuando este cae a hacia dentro del agujero este amite radiacion en forma de ondas de radio.

Chorros relativistas

Las partículas que no cruzan el horizonte de sucesos y son repelidas del agujero negro salen disparadas, formando chorros relativistas que recuerdan a los géiseres de una fuente termal.

EFECTO CASIMIR

UN PEQUEÑO GRAN PRÉSTAMO

Partículas cuánticas pueden temporalmente moverse más rápido que la luz dentro del horizonte de sucesos de un agujero negro, aprovechando energía prestada. Esto les permite realizar un "salto cuántico" fuera del agujero negro, escapando de la zona de no retorno.

Las diferencias en el vacío cuántico dentro y fuera del agujero negro pueden generar una fuerza de efecto Casimir. Esta fuerza puede hacer que el horizonte de sucesos se contraiga hacia el interior, provocando la evaporación del agujero negro en un proceso que parece asombroso.

La spartículas toman energía de sus

Un pequeño gran préstamo

EN TODAS PARTES Y EN NINGUNA

ANTIPARTÍCULAS

Las partículas que caen en un agujero negro experimentan una peculiar dualidad: caen y no caen al mismo tiempo. Dado que hay más espacio fuera de un agujero negro que dentro de él, la mayoría de los caminos que una partícula podría tomar no son válidos.

Cerca de los horizontes de los agujeros negros, se crean pares de partícula y antipartícula. Las antipartículas se forman con mayor frecuencia que las partículas. Una vez que una antipartícula cruza el horizonte de sucesos, se dirige hacia una partícula, destruyéndolas a ambas. Esto deja solo una partícula fuera del agujero negro, la cual fue creada originalmente con su antipartícula gemela.

Agujeros negros primordiales

Estos son hipotéticos agujeros negros que se habrían formado en las primeras etapas del universo, poco después del Big Bang. Se teoriza que podrían ser mucho más pequeños que los agujeros negros estelares y supermasivos, con masas que van desde la de un asteroide hasta la de una montaña. Hasta ahora, no se ha encontrado evidencia sólida de su existencia.

El núcleo restante de la estrella, después de la explosión de la supernova, colapsa bajo la intensa gravedad. Si la masa del núcleo es suficientemente grande (aproximadamente tres veces la masa de nuestro Sol o más), el colapso es tan intenso que la materia se comprime en un espacio increíblemente pequeño, formando lo que conocemos como un agujero negro.

Los agujeros negros pueden distorsionar la luz y afectar el movimiento de las estrellas cercanas debido a su intensa gravedad. Por esto los astronomos pueden detectar estas distorsiones y movimientos inusuales para inferir en la presencia del agujro negro

Introducción

Los Cuásares: estrellas misteriosas

Los cuásares, abreviación de "fuentes cuasi-estelares", son objetos astronómicos extremadamente luminosos y distantes que emiten enormes cantidades de energía en forma de radiación electromagnética, en especial en el rango de luz visible, ultravioleta y rayos X. A simple vista, pueden parecer estrellas, pero en realidad, son núcleos galácticos activos ubicados en el centro de galaxias distantes. La luminosidad de los cuásares es tal que pueden emitir más energía que cientos de galaxias juntas, a pesar de ser más pequeños en tamaño.