Los agujeros negros ya forman parte de la cultura popular debido a las novelas y películas de ciencia ficción. A través de ellas, las personas han tenido una primera aproximación de estos fenómenos complejos, y han podido tener una idea básica respecto de qué son.

De todos modos, entender realmente qué son los agujeros negros y qué se encuentra en su interior no es fácil. Por eso en esta nota encontrarás todo lo que tienes que saber para entender este fenómeno.

Agujeros negros: definición

Los agujeros negros son objetos astronómicos que poseen una fuerza gravitatoria tan fuerte, que ni siquiera la luz podría escapar de ellos. La superficie de los agujeros negros, también llamada "horizonte de eventos", determina el límite donde la velocidad que se requiere para evitarlo sobrepasa la velocidad de la luz. Siendo esta el límite de la velocidad en el cosmos. De esta forma, la radiación y la materia son atrapadas y no tienen salida.

¿Qué hay dentro de los agujeros negros?

Para comprender mejor que podría existir dentro de los agujeros negros, es importante conocer algunas teorías que han intentado dar una respuesta a esta pregunta.

Estrellas Planck

Una de las cosas que se debe tener presente, es que los agujeros negros se forman en el momento en el que una estrella colapsa en sí misma y la fuerza de la gravedad la obliga a compactarse, contraerse y a transformarse.

En otras palabras, para que la enorme masa de la estrella llegue a estar contenida en lo que se conoce como agujero negro, esta debe pasar por un procedimiento de superposición de átomos a un nivel cuántico. Por último, ocurre la formación de un agujero negro definido tridimensionalmente, donde su masa sobrepasa por mucho a su propio peso.

Dentro de los agujeros negros, algunas teorías sugieren que se podría acumular las llamadas estrellas Planck. Estas son una suposición teórica que podría explicar la contracción de la masa en el interior de los agujeros negros.

Planck también es conocido como un sistema de medición que se usa para saber el tamaño que tienen unas partículas microscópicas. De acuerdo con esta teoría, las estrellas Planck en ningún momento podrían alcanzar un tamaño que sobrepase los 1,68 veces 10-35 metros. Esto es algo que deja bastante claro que no pueden ser clasificadas como objetos infinitamente diminutos.

Aunque, si se trata de unas partículas lo bastante reducidas como para considerarlas el volumen más pequeño posible en todo el universo. Siendo un detalle que permite que sea la opción ideal para satisfacer las necesidades con respecto a la optimización de espacio de un agujero negro.

Gravastars

Teniendo en cuenta qué es un agujero negro, es posible chochar con el concepto de las Gravastars. Estas son entidades que se ven y también actúan de forma externa como agujeros negros. Pero al mismo tiempo estas son diferentes en un punto importante, lo que se encuentra en su centro.

En lo que es el concepto tradicional de los agujeros negros, su centro principalmente se encuentra vacío. Un espacio donde la materia se superpone de forma cuántica y los átomos se consideran al conseguir sobreponerse unos encima de otros dentro de un mismo espacio. Trayendo como consecuencia, enormes masas que se encuentran atrapadas en el agujero de dichos gigantes espaciales.

Por otra parte, las Gravastars, teóricamente se encuentran conformadas en su centro por materia oscura. Es más, se ha planteado que se encuentran saturadas de esta. Por esta razón, aunque de forma externa su gravedad provoca que los objetos se acerquen, la tendencia a expandirse de la materia oscura no es capaz de permitir que dichos objetos tengan lugar dentro del agujero negro. Expulsándolos y así los invasores empiezan a colgar en la superficie del agujero negro.

el agujero de gusano de einstein

De acuerdo con los cálculos de Albert Einstein y con su teoría de la relatividad general, dentro de los agujeros negros debería existir un agujero de gusano. Por lo tanto, cuando los objetos entran en dicho agujero negro, estos deberían pasar por un tubo que está en su interior y ser transportados hacia una nueva y totalmente desconocida parte del universo.

Allí, se supone que deben ser expulsados por un último componente del sistema, que es un agujero blanco. Resumiendo todo, estos son básicamente el opuesto ideal de los agujeros negros. Y así como estos tienen la capacidad de atraer objetos hacia sí y en ningún momento los deja pasar, los agujeros blancos expulsan materia y no permiten que algo llegue a su interior.

Hasta ahora, pese a la gran cantidad de teorías existentes acerca de lo que podría existir dentro de los agujeros negros, ninguna ha sido probada. Entonces, hasta el momento no existe una respuesta concreta para la pregunta en cuestión.

¿Qué es la curvatura del espacio-tiempo?

La curvatura del espacio-tiempo, se trata de la propiedad del espacio-tiempo donde las leyes familiares de la geometría no se aplican en las áreas en que los campos gravitatorios son intensos. Lo que corresponde a la teoría de la relatividad general de Einstein, explica y demuestra que el espacio-tiempo está estrechamente vinculado con la distribución de materia en el universo. Explicando que el espacio se curva frente a masas considerables como planetas, galaxias, etc.

Esta idea de que pueda existir una curvatura del espacio-tiempo es muy reciente. Por más de dos mil años, los axiomas en la geometría Euclídea se consideraron como verdades evidentes. Como todos los que se han visto forzados a realizar un estudio de la geometría Euclídea recuerdan, una de las consecuencias de dichos axiomas. Que es que los ángulos de un triángulo, si se suman en conjunto, dan como resultado unos 180 grados.

No obstante, durante este último siglo, las personas empezaron a darse cuenta de que había otras formas posibles de la geometría. Donde los ángulos de un triángulo no tienen por qué siempre sumar 180 grados. Si se dibuja un triángulo con una superficie parecida a una silla de montar, se descubrirá que la suma de todos sus ángulos da como resultado un número menos a 180 grados.

En el año 1854, George Friedrich Riemann, desarrolló una manera de describir espacios que fueran curvos. Permaneció como un área incompleta de la matemática por 60 años. Tenía la capacidad de describir espacios curvos que hay en el abstracto. Pero no existían motivos para pensar que el espacio físico en el que se vive pudiera ser curvo. Dicha idea llegó en el año 1915, en el momento que Einstein presentó la teoría de la relatividad general.

¿Qué son los agujeros primordiales?

Los agujeros negros primordiales son una clase de hoyo negro que se creó luego del Big Bang. Es más, esta clase de agujeros, que en ningún momento se pudieron ver, pueden ofrecer muchas respuestas a las preguntas de los astrónomos.

Existen tres clases de agujeros negros que los astrónomos hasta el momento han podido identificar. Estos vienen siendo los hoyos negros de masa estelar, de masa intermedia y supermasivos. Cada uno de estos cuenta con más masa que el sol que se encuentra en nuestro sistema solar. Se puede decir que se formaron hace unos cientos de miles de años luego del Big Bang, conforme el universo crecía y constantemente evolucionaba.

A pesar de esto, existe una clase de agujeros negros que los astrónomos aún no pudieron ver, pero tienen la seguridad de que existieron. Estos son conocidos como agujeros negros primordiales.

¿Cuál es el origen de los agujeros negros primordiales?

Como lo indica su nombre, los agujeros negros primordiales nacieron muy temprano en el universo. Esto sucedió mucho antes de que existieran siquiera las estrellas o las galaxias, como actualmente se conocen.

De acuerdo con algunas teorías, plantean que en el instante que inició el universo, el espacio no era algo totalmente homogéneo. Ahora en la práctica, poseía áreas más calientes y más densas que otras. Así, las regiones más densas probablemente habían colapsado y formar agujeros negros.

Por lo tanto, los agujeros negros primordiales podrían continuar existiendo hasta en la actualidad. Y de acuerdo a la masa que tengan, podrían explicarse ciertos inconvenientes de la astronomía contemporánea.

¿Cómo se componen los agujeros negros?

Los agujeros negros primordiales puede que sean una clase de materia oscura conocida como MACHOs. En inglés quiere decir massive compact halo objects, que traducido al español significa objetos halo masivos compactos. Esto es así porque están en los halos o en las afueras de las galaxias. Pese a que la materia oscura conforma aproximadamente un 30 por ciento el universo, esto representa un gran misterio para los astrónomos.

Se sabe bien que los agujeros negros primordiales son complicados de ver, pero existen maneras de detectarlos. Una de las formas en las que se puede detectar la materia oscura MACHOs es realizando la búsqueda de los eventos conocidos como microlentes.

Esta clase de eventos sucede cuando un objeto masivo pasa en frente de un objeto más lejano, como por ejemplo una estrella. En ese instante, el agujero negro se encarga de desviar la luz que produce la estrella distante a su alrededor, ampliando e iluminando la imagen.

Aunque estos eventos ocurren con muy poca frecuencia y duran solamente un instante, si se logra capturar suficientes sería de mucha ayuda para los astrónomos. Puesto que podría servir para determinar cuáles son aquellos objetos que hacen la microlente y si se trata de agujeros negros primordiales.

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Fuente:

Nasa, Tekcrispy, Ecured, Ok diario.