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CURIOSIDADES CIENTÍFICAS PARA COMPARTIR

A la caza del agujero negro en el corazón de la Vía Láctea

M. VillarPor Montserrat Villar (CSIC)*

Si pudiéramos reducir el tamaño de la Tierra al de un azucarillo, nuestro planeta se convertiría en un agujero negro. En teoría, lo mismo ocurriría con cualquier objeto siempre que contáramos con un sistema capaz de comprimirlo lo suficiente: una casa, una mesa, yo misma. Por debajo de un tamaño crítico el efecto de la gravedad será imparable: ninguna fuerza podrá impedir el colapso e inevitablemente se formará un agujero negro. Ese tamaño crítico viene determinado por el llamado ‘radio de Schwarschild’ y depende únicamente de la masa del objeto en cuestión. Es decir, conocida la masa, el radio de Schwarschild se deduce con facilidad. Para la Tierra es aproximadamente 1 centímetro, mientras que para el Sol son unos 3 kilómetros. Por tanto, si el Sol se redujera a una bola de unos 3 kilómetros de radio, nada impediría que se convirtiera en un agujero negro.

Agujero negro

Distorsión visual que observaríamos en las proximidades del agujero negro en el centro de la Vía Láctea debida a los efectos de la gravedad.

La existencia de un agujero negro en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, fue propuesta en 1971 a partir de evidencias indirectas. Las pruebas concluyentes empezaron a acumularse hacia 1995 y hoy su existencia está confirmada. ¿Cómo lo sabemos?

Para comprobarlo necesitamos determinar cuánta masa hay en el centro galáctico y el volumen que ocupa. Si es menor que el correspondiente al ‘radio de Schwarchild’, tendremos la prueba definitiva. Sin embargo, no podemos ver un agujero negro. En el interior de dicho radio (que coincide con el llamado horizonte de sucesos del agujero negro), la fuerza de la gravedad es tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. ¿Cómo medir la masa y el volumen de algo que no podemos ver?

Esto se ha logrado estudiando cómo se mueven las estrellas más cercanas a la localización de ese objeto invisible en el centro de nuestra galaxia, región llamada Sagitario A*. Puesto que la fuerza de la gravedad determina los movimientos de dichas estrellas, midiendo la velocidad, forma y tamaño de sus órbitas podremos inferir la masa responsable y determinar su tamaño máximo.

A mediados de la década de los 90 y durante casi veinte años se han rastreado los movimientos de unas treinta estrellas, las más próximas conocidas a Sagitario A*. Para estas observaciones astronómicas se utilizaron los mayores telescopios ópticos del mundo (telescopios VLT y Keck, en Chile y Hawai respectivamente). Así se obtuvo la visión más nítida conseguida hasta la fecha del centro de nuestra galaxia.

örbitas

Imagen generada por ordenador. Órbitas de las estrellas conocidas más próximas a Sagitario A* rastreadas a lo largo de veinte años (Keck/UCLA/A. Ghez).

La estrella más cercana a Sagitario A* tarda poco más de quince años en describir su órbita y se acerca a una distancia mínima equivalente a unas tres veces la distancia media entre el Sol y Plutón. Llega a alcanzar una velocidad de ¡18 millones de kilómetros por hora! Para explicar movimientos tan extremos se necesita una masa equivalente a cuatro millones de soles. El ‘radio de Schwarschild’ correspondiente a esta masa es de unos 13 millones de kilómetros. Medidas realizadas con técnicas diversas demuestran que ese objeto invisible ocupa un volumen con un radio de, como máximo, unos 45 millones de kilómetros; es decir, unas 3.5 veces el ‘radio de Schwarschild’. Aunque estrictamente no podemos afirmar que la masa central está contenida en un volumen inferior al de Schwarshchild, sabemos que se trata de un agujero negro. Pensemos que en un volumen menor que el que contiene al Sol y Mercurio, tendríamos que ‘empaquetar’ cuatro millones de soles. No hay explicación alternativa: nada que conozcamos puede tener una masa tan enorme y ocupar un volumen tan pequeño.

 

* Montserrat Villar es investigadora en el Centro de Astrobiología (INTA/CSIC) en el grupo de Astrofísica extragaláctica

14 comentarios

  1. Dice ser elkefaltaba

    si hay algunas dudas que tengo, dicen que nada escapa a los agujeros negros, pero creo que hay un articulo que en el 2001 descubrieron un agujero negro que dejaba escapar energía
    Por primera vez en la historia, los científicos han visto energía fluyendo de un agujero negro. Como si fuese una dínamo eléctrica, este agujero negro gira e impele la energía hacia afuera a través de líneas de campo magnético, semejantes a cables. Esta energía es expelida hacia el caótico gas que rota alrededor del agujero, haciendo que este gas — que ya está infernalmente caliente debido a la aplastante fuerza de la gravedad — esté aún más caliente
    Joern Wilms de la Universidad de Tuebingen (Tuebingen University) de Alemania, junto con un equipo internacional de astrónomos observaron esta nueva forma de “extracción de energía” cuando apuntaron el satélite X-ray Multi-Mirror Mission (también conocido como XMM-Newton ó en español como Misión de Rayos X Multiespejo) de la Agencia Espacial Europea (European Space Agency) hacia un agujero negro supermasivo localizado en el núcleo de la galaxia MCG-6-30-15. Estas observaciones podrían también ayudar a explicar el origen de los chorros de partículas que se observan en los cuasares.

    “Nunca antes habíamos visto energía extraída de un agujero negro”, dice Christopher Reynolds de la Universidad de Maryland (University of Maryland) en College Park, quien es co-autor del estudio. “Siempre vemos energía moviéndose hacia adentro pero no hacia afuera”.

    Montserrat Villar, me gustaría que me respondiera por cierto soy un total ingnorante que coste, aunque me gusta siempre me gusto los misterios del universo.

    29 junio 2015 | 11:01

  2. Dice ser Sicólogo Astral

    Me gustaria saber lo que hay dentro de un agujero negro y que es ese espacio que está “agujereando”. hemos salido aqui en el universo sin saber como ni de donde. no sabemos nada. somos muy ignorantes.

    29 junio 2015 | 11:06

  3. Dice ser khalessi

    Muy interesante el artículo, siempre con la sensación de cuanto más creemos saber más nos falta por conocer.

    http://documentalium.foroactivo.com/t1761-maravillas-y-curiosidades-del-universo

    29 junio 2015 | 11:26

  4. Dice ser Poemas de amor

    Me parece muy interesante. 18 millones de kilometros por hora y lo que se tarda en llegar, este mundo es un misterio

    29 junio 2015 | 12:19

  5. Dice ser antaresmj

    A Sicólogo Astral:

    Como muy bien se redacta en el artículo, un agujero negro es una estrella comprimida hasta el colapso. No es un agujero literal. No “agujerea nada”. recibe ese nombre por el efecto óptico que genera ya que su gravedad es tan intensa que ni la luz escapa de ella. por eso “se ve” negro. Pero en realidad no es un agujero, si no un pedrusco. Asi que querer saber qué hay dentro de un agujero negro es como preguntar que hay en el interior de un planeta o una estrella. Aunque, sinceramente, pienso que el interior de estos dos últimos es mucho más complejo que el interior de un agujero negro el cual solo debe tener materia sólida y muy, muy comprimida.

    29 junio 2015 | 13:04

  6. Dice ser Astrofísico

    A antaresmj:

    En realidad la definición de un agujero es todo cuerpo celeste que posee una singularidad y una frontera de sucesos. De lo que esté formado es un misterio. Hablas de un pedrusco, pero es que en realidad no se trata ni de un pedrusco. Ni siquiera es sólido. Y más concretamente, en la singularidad no existiría nada, ni las leyes físicas. Se desconoce qué hay dentro de un agujero negro. Hay masa, sí, pero puede estar orbitando o incluso que ya no sea masa sino energía. Una sopa de partículas que se mueven libremente en cuyo centro no hay nada, ni espacio ni tiempo ni leyes físicas. Pero eso ya es divagar mucho.

    29 junio 2015 | 14:32

  7. Dice ser Sandro

    Lo que hay dentro de un agujero ya se sabe desde hace años, los agujeros negros no son más que anomalías en el sistema Matrix, realmente no existe nada.

    29 junio 2015 | 15:46

  8. Dice ser katu

    desde la sede de Genova AKA Ganimedes raticulin, estamos en disposicion de afirmar que los agujeros negros son eta

    29 junio 2015 | 16:22

  9. Dice ser edgardooo

    nos acerkamos al agujero negrooooooooooo nooooooooooooooo, moriremos todos

    29 junio 2015 | 23:50

  10. Dice ser antaresmj

    A Astrofísico:

    Guau! veo que entiendes bastante del tema. muchas gracias por la aclaración

    30 junio 2015 | 07:54

  11. Dice ser Juan

    antaresmj, como bien te ha dicho Astrofísico, una cosa es el horizonte de sucesos, que es el punto más allá del cual ni la luz escapa a la gravedad. Pero eso no quiere decir que el agujero negro ocupe todo ese “espacio”. El agujero negro por definición es una singularidad, un punto de dimensión 0. Dependiendo de su masa, el horizonte de sucesos estará más allá o más acá pero el agujero en sí es un punto, una singularidad.

    Pongo “espacio” entre comillas porque ni siquiera está claro que eso sea espacio. Se supone que la gravedad dobla el propio espacio sobre sí mismo, con lo que ni siquiera está claro qué hay tras el horizonte de sucesos. Mucho menos que haya espacio y mucho menos que en ese espacio haya “una piedra”.

    En el momento en el que una masa como el sol colapsa hasta unos 3 km de radio, ya no hay nada que pueda parar la gravedad. Ésta es tan fuerte que la materia colapsa sobre sí misma. Ni la fuerza nuclear fuerte es capaz de detenerla. Todas las partículas se aplastan sobre sí mismas. Eso quiere decir que el sol no se quedaría con esos 3 km de radio. Sino que si lo comprimiéramos hasta ese punto, colapsaría, se haría de dimensión 0… y tendríamos un agujero negro con un horizonte de sucesos situado a esos 3 km. Pero el tamaño del agujero negro en sí sería infinitesimal.

    30 junio 2015 | 10:18

  12. Dice ser También astrofisico

    Para elkefaltaba, lo que escapa es la Radiación de Hawking. Hablo de memoria, puedo equivocarme en algo, pero esa radiacion se forma en el borde del horizonte de sucesos (el filo en el que no hay retorno). En ese limite segun la cuántica, se forma un duo partícula-antipartícula que va a durar unas pocas millonésimas de segundo. En muchos casos una de las dos se formará dentro, y la otra fuera. Al desintegrarse, la energia de la de fuera saldrá despedida. Esa es la radiacion que aparentemente escapa, pero no es asi, ya que se formo fuera. Si te interesa buscalo que lo explicarán mejor de lo que lo hago que yo.

    Astrofísico, bien explicado.

    Quien sabe que ocurrirá en unas condiciones en las que la física no juega con las mismas reglas que conocemos, y el espacio y el tiempo dejan de ser mesurables… en mi opinion (obviamente es solo una intuición de como tiende a ser en un entorno como el que conocemos) el tiempo seguramente se pare, y el espacio se curve desmesuradamente, lo cual podria crear un pliegue en el universo tipo agujero de gusano. Aunque no creo que jamas pudieramos atravesarlo.

    30 junio 2015 | 12:15

  13. Dice ser Juan I

    Un agujero negro bajo mi punto de vista es un “objeto” muy interesante:

    Un lugar en dónde las leyes de la Física ya no tienen mucho sentido nos hace volar la imaginación a lugares que en otro sitio calificaríamos como irreales o imposibles. Pero aquí pueden ser “reales”.

    Veamos: Un lugar donde el tiempo deja de tener sentido y el espacio también. El lugar es una zona del universo donde se localiza; pero el lugar que ocupa ya “no existe” Ni tiene un “presente, ni “un pasado o un futuro”. Y en su interior? iba a decir “energía”; pero quizás me acercaría más a la realidad si digo “mecánica cuántica”.

    Esto me hace reir porque si me dejo llevar por mi imaginación… A dónde puedo llegar?… A puertas a otros universos como teorizan algunos? A lo que había “antes” del big Bang? A jugar con las teorías de cuerdas buscando una respuesta?… O incluso a lo que nuestra mente llamaría “locura” por no poder comprender; bajo el punto de vista de la lógica?…

    Un agujero Negro: Algo muy interesante…

    30 junio 2015 | 17:33

  14. Dice ser U-95

    Astrofísico: una singularidad u “otra cosa”, ya que las teorías actuales fallan en esas condiciones y se obtiene lo primero. Tengo entendido que si algún día se consiguen unificar la mecánica cuántica y la relatividad puede que esas singularidades desaparezcan y resulta que haya “otra cosa”.

    La mejor manera de confirmar que en Sagittarius A* hay un agujero negro es conseguir una imagen del propio horizonte de sucesos; a ver cuando se tiene por fin interferometría con la base suficiente para poder resolverlo.

    01 julio 2015 | 00:42

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