12 de abril de 2019·
Agujeros negros: ¿Puerta de entrada a otra dimensión, o Fantasmas de los pasados de las estrellas?
Hay muchas creencias y mitos diferentes cuando se trata de agujeros negros. Algunos insisten en que no existen porque son invisibles para el ojo humano, o que un agujero negro simplemente consumirá toda la materia del universo. Ambas nociones son falsas.
Los agujeros negros existen dentro del universo y, a pesar de su nombre, en realidad no son agujeros vacíos. Los agujeros negros consisten en una gran cantidad de materia densamente empaquetada, lo que significa que tienen una gran cantidad de masa condensada en un área muy pequeña. La densidad de masa de estos agujeros negros crea una atracción gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de ella. Debido a esto, los agujeros negros son invisibles para el ojo humano, lo que les da su nombre. Esta es también la razón por la que no sabemos cómo se ve realmente un agujero negro.
Entonces, si realmente no podemos verlos, ¿cómo sabemos que existen? Los científicos no están muy seguros de qué secretos se encuentran dentro de un agujero negro, pero el indicador de su existencia se encuentra más allá de su límite. El límite de un agujero negro se conoce como el horizonte de eventos, cuya velocidad de escape es la velocidad de la luz. Esto significa que para escapar de un agujero negro después de pasar por el horizonte de eventos, la velocidad de la materia que intenta escapar debe superar la velocidad de la luz. Sin embargo, la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein dicta que la velocidad de la luz dentro de un vacío es la misma, independientemente de la velocidad a la que viaje un observador y, por lo tanto, nada en el universo, independientemente del marco de referencia, puede superar la velocidad. de luz. En términos simples: no, bajo ninguna circunstancia, caiga en un agujero negro,
Muchos se preguntan qué sucedería realmente si cayeras dentro de uno de estos vacíos espaciales misteriosos, sin embargo, la fantasía y la ciencia ficción abren nuestras mentes a las posibilidades interestelares más locas. ¿Pasarías por una distorsión del tiempo o serías transportado a una dimensión alternativa? La respuesta: no. Aunque teorías como los agujeros de gusano, las conexiones hipotéticas entre partes ampliamente separadas del continuo espacio-tiempo, con cada extremo siendo un agujero negro, son consistentes con la teoría de la relatividad de Einstein, es extremadamente improbable que existan.
Sabemos que nada puede pasar por el horizonte de sucesos de un agujero negro y, por lo tanto, todos los signos de su existencia deben estar más allá del límite. Uno de los mayores indicios de la existencia de agujeros negros es la emisión de ondas electromagnéticas en forma de radiación. Sabemos que nada puede ser verdaderamente emitido desde un agujero negro, como se dijo anteriormente, pero Stephen Hawking propuso un argumento que combina la mecánica cuántica con las teorías de la relatividad. Su argumento, ahora conocido como radiación de Hawking, habla sobre cómo la producción de pares, el proceso por el cual una partícula y su antipartícula se crean a partir de un fotón u otra partícula de bosón neutro, pueden ocurrir justo fuera del horizonte de eventos. Es posible, entonces, que el positivo del par se escape y se vea como radiación electromagnética,
La idea de la radiación de Hawking, entre otros métodos, que incluye el efecto de lente gravitacional y las estimaciones de masa de objetos en órbita, permite a los científicos detectar la presencia de agujeros negros. Los agujeros negros más pequeños, sin embargo, son muy difíciles de detectar. Estos pequeños agujeros negros, conocidos como agujeros negros de masa estelar, tienen una masa de 10 a 24 veces la de nuestro sol. Los científicos creen que este tipo de agujeros negros se forman cuando una estrella lo suficientemente grande (al menos 3 veces la masa del sol) muere en una explosión de supernova, donde el núcleo de la estrella colapsa en menos de un segundo, dejando atrás materia densamente empaquetada. Si bien estos son muy difíciles de detectar, los científicos creen que entre diez millones y mil millones de estos agujeros negros de masa estelar existen solo en la Vía Láctea,
En el otro extremo del espectro de masas se encuentran los agujeros negros supermasivos. Estos agujeros negros son millones o incluso miles de millones de veces tan masivos como el sol, y los astrónomos creen que uno se encuentra en el centro de prácticamente todas las galaxias. En el centro de la Vía Láctea se encuentra Sagitario A * (Sgr A *), a unos 27,000 años luz de distancia de la Tierra con una masa de alrededor de cuatro millones de soles, detectados observando sus efectos en las estrellas cercanas y el gas utilizando radio telescopios. Estos agujeros negros supermasivos son el tema de una de las empresas de aprendizaje automático más recientes.
Los científicos están comenzando a utilizar el aprendizaje automático para finalmente revelar cómo se ve un agujero negro. Un equipo de investigadores del MIT ha desarrollado un nuevo algoritmo informático para ayudar a construir la primera imagen verdadera de un agujero negro. Para tener una idea de lo difícil que es esta tarea, la líder del equipo del MIT Katie Bouman equipara la hazaña de "tomar una imagen de un pomelo en la luna". Actualmente, el radio telescopio más grande del mundo tiene un diámetro de solo 1,000 pies, o Alrededor de 0,3 kilómetros. Para capturar una imagen de Sgr A *, se necesitaría un radiotelescopio con un diámetro de 10.000 kilómetros, prácticamente imposible dado que el diámetro de la Tierra es de solo 13.000 kilómetros.
Naturalmente, esto es imposible. Sin embargo, el equipo de Bouman planea utilizar el aprendizaje automático para compilar datos de varios radiotelescopios de todo el mundo, convirtiendo esencialmente el planeta en un radio telescopio gigante. Este nuevo algoritmo, llamado Reconstrucción Continua de Imágenes de Alta Resolución usando Patch, o CHIRP para abreviar, puede filtrar el ruido y los datos irrelevantes recopilados de los diferentes observatorios. La información significativa del “radiotelescopio global” que se ha identificado se ensamblará y CHIRP podrá, en teoría, interpretar los patrones presentes en los datos y ayudar a construir una imagen coherente de un agujero negro, casi como Si está completando un rompecabezas, aún faltan muchas piezas.
Si tiene éxito, CHIRP nos otorgará la primera imagen verdadera de un agujero negro. Además, proporcionará información sobre si las teorías de la relatividad general y especial de Albert Einstein predijeron con precisión las propiedades y el comportamiento de los agujeros negros. Solo el tiempo lo dirá, pero podríamos estar muy cerca de descubrir los secretos que ocultan los agujeros negros más allá del horizonte de eventos.
Comentarios
Publicar un comentario