Agujeros negros, más preguntas que respuestas

El universo tal y como lo conocemos es producto de miles de millones de años de evolución y crecimiento, durante los cuales se han producido diversos sucesos como la creación de estrellas, galaxias y hasta la formación de la vida. Entre los objetos del universo existe uno que resulta particularmente interesante porque aun no son comprendidos del todo: los agujeros negros. En las siguientes líneas se ofrecerá la definición de estos particulares objetos, y se brindará la información sobre su formación, características y una posible clasificación.

El término "agujero negro" fue acuñado por John Mitchell en 1783, cuando propuso la existencia de estrellas suficientemente masivas y con gran atracción gravitacional que ni su propia luz podría escapar de ella. Precisamente, un agujero negro es una estrella que en sus últimos años de vida posee la suficiente masa como para provocar un enorme campo gravitatorio que desemboca en el colapso de la estrella sobre sí misma. El campo gravitatorio generado por este tipo de estrellas es tan poderoso que ni la propia luz (la onda-partícula más rápido del universo) puede escapar a la misma.  

¿Cómo se originan los agujeros negros?

Para comprender el origen de los agujeros negros primero debemos entender el ciclo de vida de una estrella. Una estrella de manera general se origina a partir de la conglomeración de la materia en un determinado punto, por acción de la gravedad. Estos sucesivos colapsos generan diversas explosiones producidas por las colisiones de los átomos las cuales generan a su vez calor y radiación. Este calor generado es el responsable de que las estrellas brillen. Además, el calor generado ocasiona que la presión de los gases presentes aumente hasta que contrarreste la fuerza gravitatoria e inhiba la conglomeración de materia adicional. La estrella permanecerá en este estado de equilibrio por muchos años hasta que la reserva de sus combustibles se acabe (hidrógeno y helio principalmente). Una vez que se le termine el combustible, la gravedad empezará a ganar la batalla y, por ende, la estrella empezará a contraerse y enfriarse. A partir de este punto existen tres posibles escenarios: la formación de una enana blanca, una estrella de neutrinos o un agujero negro. Para la formación de un agujero negro se debe cumplir una condición en base a su masa, la cual nos indica que es más probable que una estrella con una masa mayor a 1,5 veces la masa del sol termine en un agujero negro que otras estrellas de menor masa. A esta condición se le conoce como "límite de Chandrasekhar", en honor al físico indio que lo determino. Si se cumple esta condición, la estrella seguirá colapsando sobre sí misma a tal punto de agrupar una gran cantidad de materia en un punto tan pequeño denominado singularidad en el espacio-tiempo. Esta singularidad es lo que se denomina "agujero negro" y es debido a la presencia de una gran cantidad de materia en un punto lo que produce un campo gravitatorio de gran intensidad. 

"Estrella de Neutrones"

Esquema de un agujero negro 

Un agujero negro esta formado por las siguientes partes: núcleo (singularidad, agujero negro netamente dicho o conjunto de sucesos) y una frontera denominada horizonte de sucesos. El horizonte de sucesos es la región que delimita a un agujero negro respecto al espacio anterior y es donde quedan atrapados los rayos solares, lo cual impide su interacción con el universo. Asimismo, la singularidad es la estrella colapsada por acción de la gravedad y en donde se desconoce exactamente lo que sucede o existe debido a las razones expuestas en un principio. 

"Esquema Agujero Negro"

Propiedades agujeros negros

Entre las principales propiedades de los agujeros negros podemos destacar su tamaño y su temperatura, las cuales dependen solo de su masa. Por un lado, la temperatura es inversamente proporcional a su tamaño, es decir que mientras más grande, posee menor temperatura y viceversa. Por otra parte, el tamaño depende de la que alberga el agujero y, aunque parezca sorprendente esta no depende de la masa que poseía la estrella que lo genero, sino del radio del agujero negro. Por ultimo, algunos agujeros negros poseen velocidad rotacional que es heredada a partir de la estrella que los formo en caso estas también rotaran. 

Posible clasificación 

En base a las propiedades descritas anteriormente podemos clasificar a los agujeros negros por su masa, en primera instancia, y luego por si poseen rotación o no. Los agujeros negros según su tamaño pueden clasificarse en agujeros negros súper masivos, agujeros negros de masa estelar o micro agujeros. Los primeros son agujeros negros que se formaron con mas de 3,5 veces la masa solar y se encuentran en el centro de galaxias como la nuestra, la vía láctea. En segundo lugar, están los agujeros negros estelares que se forman con 2,5 veces la masa del solar y que fueron predichos en la teoría de relatividad de Einstein; actualmente son los agujeros más numerosos y de mayor estudio. Por último, están los micro agujeros que son agujeros hipotéticos debido a que su existencia es tan efímera que no pueden ser visualizados ni estudiados. Asimismo, los agujeros negros, como se menciono anteriormente, pueden ser clasificados por su rotación en agujeros negros de Scharzchild o de Kerr. Los primeros, no poseen rotación y son completamente esféricos. y los segundos poseen rotación con achatamiento en los polos, como la Tierra, debido al movimiento rotacional. 

"Agujero Negro de Kerr"

Sin lugar a dudas, los agujeros negros son objetos maravillosos del universo y aún encierran diversos misterios debido a que, por su propia naturaleza, son objetos difíciles de estudio. En síntesis, un agujero negro surge a partir de una estrella con una gran masa que en sus últimos años colapsa sobre sí misma. lo que ocasiona un campo gravitacional tan influyente que absorbe todo, incluyendo la luz. Además, las propiedades de un agujero negro dependen solamente de su masa como la temperatura, tamaño y otros. Asimismo, algunos agujeros negros poseen un tipo de rotación y otros no. Por ultimo, las mencionadas propiedades facilitan la clasificación de los agujeros negros por su tamaño y movimiento angular.  Para finalizar, podemos concluir que en universo existen diversos astros y estrellas pero ninguno tan interesante y destructivo como el agujero negro. 

"Posible agujero negro en el centro de nuestra galaxia"