Los agujeros Negros.

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Los agujeros negros  son de aquellos fenómenos estelares que nos fascinan y al mismo tiempo nos generan una inquietante visión de un universo que día a día nos sorprende más, vemos como las estrellas evolucionan y algunas en sus finales trágicos se convierten en verdaderos mounstros que devoran a otras estrellas en donde las cosas no pueden ser explicadas con los conocimientos que poseemos, pues allí dentro, ni la física ni las matemáticas que conocemos  actualmente  se cumplen. Fue Albert Einstein con su teoría de la relatividad formulada en 1905 el que primero se aventuró a explicar estos fenómenos, de estos agujeros que a pesar de toda la tecnología que poseemos no pueden ser observados debido a que no emiten luz no pueden ser observados, pero si son detectados gracias a las enormes deformidades que se van produciendo alrededor de él, así que amigos conozcamos un poco mas de este interesante fenómeno que parece ser sacado de la ciencia ficción.

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Un agujero negro es un objeto con una gravedad tan fuerte que nada puede escaparse de él, ni siquiera la luz. La masa del agujero negro está concentrada en un punto de densidad casi infinita, llamado singularidad. En la propia singularidad, la gravedad es de una fuerza casi infinita, por lo que aniquila el espacio-tiempo normal. A medida que aumenta la distancia desde la singularidad, su influencia gravitacional disminuye. A determinada distancia, que depende de la masa de la singularidad, la velocidad que se necesita para escapar del agujero negro es igual a la velocidad de la luz. Esta distancia marca el “horizonte” del agujero negro, que es como su superficie. Todo lo que pasa por el horizonte es atrapado dentro del agujero negro. Hay distintos tipos de agujeros negros, dependiendo de su masa.*

agujeronegro2

Están rodeados de una "frontera" esférica que permite que la luz entre pero no salga. Hay dos tipos de agujeros negros: cuerpos de alta densidad y poca masa concentrada en un espacio muy pequeño, y cuerpos de densidad baja pero masa muy grande, como pasa en los centros de las galaxias. Si la masa de una estrella es más de dos veces la del Sol, llega un momento en su ciclo en que ni tan solo los neutrones pueden soportar la gravedad. La estrella se colapsa y se convierte en agujero negro.**

Si un componente de una estrella binaria se convierte en agujero negro, toma material de su compañera. Cuando el remolino se acerca al agujero, se mueve tan deprisa que emite rayos X. Así, aunque no se puede ver, se puede detectar por sus efectos sobre la materia cercana
Los agujeros negros no son eternos. Aunque no se escape ninguna radiación, parece que pueden hacerlo algunas partículas atómicas y subatómicas.
Alguien que observase la formación de un agujero negro desde el exterior, vería una estrella cada vez más pequeña y roja hasta que, finalmente, desaparecería. Su influencia gravitatoria, sin embargo, seguiría intacta.

Como en el Big Bang, en los agujeros negros se da una singularidad, es decir, las leyes físicas y la capacidad de predicción fallan. En consecuencia, ningún observador externo puede ver qué pasa dentro.
Las ecuaciones que intentan explicar una singularidad de los agujeros negros han de tener en cuenta el espacio y el tiempo. Las singularidades se situarán siempre en el pasado del observador (como el Big Bang) o en su futuro (como los colapsos gravitatorios). Esta hipótesis se conoce con el nombre de "censura cósmica".

agujero negro
La teoría indica que los objetos llamados agujeros negros se formarían cuando una cantidad apreciable de materia cósmica se acumula en un volumen extremadamente reducido del espacio; por ejemplo, luego del colapso de una estrella. ***

Se ha calculado que las dimensiones de un agujero negro no superarían 1 km de diámetro, y que le correspondería una cantidad de masa entre una similar a la de la Tierra y masas equivalentes a varios miles de soles.

Los astrónomos han estimado que la materia atraída hacia un agujero negro será fuertemente acelerada por su gravedad y, por lo tanto, las partículas que la componen entrarán en un estado de continua colisión mutua, cayendo a muy grandes velocidades en una curva de forma espiral. Por consiguiente, en los alrededores de un agujero negro se creará un violento torbellino, en el cual la materia trata de penetrar en un muy pequeño volumen del espacio.

El continuo choque de partículas acaba calentándolas muy intensamente y dando lugar a una radiación muy fuerte de energía. Si la temperatura alcanza a ser suficientemente tan elevada como para alcanzar los millones de grados (lo cual es muy probable en esas circunstancias), se puede detectar ese torbellino mediante observaciones de la radiación en Rayos X.

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Cómo se origina un agujero negro? ****

Supongamos una estrella como el sol que va agotando su combustible nuclear convirtiendo su hidrógeno a helio y este a carbono,oxígeno y finalmente hierro llegando un momento en que el calor producido por las

reacciones nucleares es poco para producir una dilatación del sol y compensar así a la fuerza de la gravedad. Entonces el sol se colapsa aumentando su densidad, siendo frenado ese colapso únicamente por la repulsión entre las capas electrónicas de los átomos.

Pero si la masa del sol es lo suficientemente elevada se vencerá esta repulsión (al sobrepasar el límite de Chandrasekar) pudiéndose llegar a

fusionarse los protones y electrones de todos los átomos, formando neutrones y reduciéndose el volumen de la estrella no quedando ningún espacio entre los núcleos de los átomos. El sol se convertiría en una esfera de neutrones y por lo tanto tendría una densidad elevadísima. Sería lo que se denomina “estrella de neutrones”

Naturalmente las estrellas de neutrones no se forman tan fácilmente, ya que al colapsarse la estrella la energía gravitatoria se convierte en calor rápidamente provocando una gran explosión. Se formaría una nova o una supernova expulsando en la explosión gran parte de su material, con lo que la presión gravitatoria disminuiría y el colapso podría detenerse. Así se podría llegar a formar objetos de menos densidad que las estrellas de neutrones llamados; enanas blancas; en las que la distancia entre los núcleos atómicos a disminuido de modo que los electrones circulan libres por todo el material (es la llamada materia degenerada), y es la velocidad de movimiento de estos lo que impide un colapso mayor. Por lo tanto la densidad es muy elevada pero sin llegar a la de la estrella de neutrones. Estos electrones degenerados se repelen pero no por repulsión electromagnética sino por; porque al presionarlos se intenta que ocupen el mismo orbital más electrones de los que caben. Es la presión de Fermi de los electrones degenerados que actúa cuando las ondas asociadas a los electrones comienzan a solaparse. Pero chandrasekhar descubrió que si la masa de la enana blanca fuera superior a 1,44 masas solares, entonces debido al límite máximo de velocidad de los electrones (la velocidad de la luz) esta presión de Fermi no sería suficiente y la estrella colapsaría a una estrella de neutrones

 

agujero
Se ha calculado que por encima de 2.5 soles de masa, una estrella de neutrones se colapsaría más aún fusionándose sus neutrones. Esto es posible debido igualmente a que el principio de exclusión de Pauli por el cual se repelen los neutrones tiene un límite cuando la velocidad de vibración de los neutrones alcanza la velocidad de la luz.Setrata del límite TOV, de Tolman-Oppenheimer- Volkof el cual no está claro cuál es debido a que aún no se conocen con exactitud las ecuaciones de estado de la materia extremadamente densa. El colapso, este continuaría hasta convertir la estrella en un punto creándose un agujero negro. Este volumen puntual implicaría una densidad infinita, por lo que fue rechazado en un principio por la comunidad científica, pero S.
webgrafia

* http://blackholes.radiouniverso.org/recursos/preguntas/pregunta.php?id=1
** http://www.xtec.cat/~rmolins1/univers/es/negres.htm
*** http://feinstein.com.ar/Losagujerosnegros.html
**** Se toma un fragmento de esta página (Cómo se origina un agujero negro), se recomienda ver el articulo completo en: http://www.relatividad.org/agujeros.html

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