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Agujeros negros: ¿motores del universo?

abril 23, 2020
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En la imaginación colectiva alimentada por las malas películas de ciencia ficción, los agujeros negros son monstruos que se tragan todo a su alrededor. De hecho, reciclan, transforman y probablemente expulsan mucho más material del que absorben.

Antes que nada, recordemos que los agujeros negros son «estrellas» tan masivas que incluso la luz no puede escapar. Él tiene tres familias: Agujeros negros estelares, formados al final de la vida de una estrella masiva. Pesan como muchos soles los agujeros negros «supermasivos» que se encuentran en el centro de la mayoría, si no todas, de nuestras galaxias. es todo. Los mini agujeros negros de miedo no existen Centrémonos en lo primero, suponiendo que con una varita mágica, el Sol se convierta en un agujero negro justo allí ante nuestros ojos asombrados. No puede suceder, pero imaginemos. ¿Qué pasaría? Obviamente, ya no brillaría, y eso sería muy molesto. Pero la buena noticia es que no se tragaría la Tierra, porque su masa siempre sería la misma, simplemente sería un punto en el centro del Sol actual. Su fuerza de atracción seguiría siendo prácticamente la misma, por lo que la Tierra, Marte, Venus y todos los demás planetas continuarían girando amablemente a su alrededor en sus respectivas órbitas. No es un desintegrador ¿Qué podría caer en el agujero negro entonces? No gran cosa. Actualmente, el Sol tiene un diámetro de 1,4 millones de kilómetros y ocurre con bastante frecuencia que un cometa, un asteroide o pequeñas piedras se vaporizan al acercarse demasiado. Pero una vez «trounoirisé», estos proyectiles tendrían que entrar directamente en un objetivo de menos de 10 km de diámetro para ser aglomerados en el agujero negro: no hay posibilidad.

En realidad es más complicado. Anteriormente, dije que la fuerza de atracción permanecería «prácticamente» igual, porque al pasar de un diámetro de 1.4 millones de kilómetros a menos de 10 km, la rotación del Sol se aceleraría monstruosamente, y Es un eufemismo. En lugar de una rotación en 26 días, el sol trounoirisé pirouiller varios cientos de veces por segundo, convirtiéndose en una especie de fresa de dentista estelar, literalmente enrollando el espacio alrededor: Entonces, para caer en el agujero negro, el material debe llegar «en línea recta», según las geodésicas como la dibujada en rojo en la figura. Un pequeño espacio y el material será expulsado a una velocidad prodigiosa en una órbita totalmente aberrante de acuerdo con las leyes de la mecánica clásica. Pero, por cierto, será aplastado por las «fuerzas de marea». Generadores de gas A 100 km de nuestro agujero negro, la fuerza de atracción es titánica: ¡13 mil millones de Newtons en una masa de 1 kg! suficiente para acelerarlo de 0 a 100 km / h en 2 mil millonésimas de segundo, y cerca de la velocidad de la luz en 23 milésimas de segundo. Pero 1 metro más allá, a 100.001 km, la atracción es 265 KN más baja. Por lo tanto, una barra de acero endurecido que pasa inadvertidamente una distancia relativamente cómoda del agujero negro se estiraría y se convertiría en millas de alambre de corte de mantequilla en un milisegundo, y en átomos de hierro relativistas una fracción de segundo más tarde.

Las cosas se ponen más interesantes si un agujero negro cruza una nube de gas: allí, cayendo en espiral hacia el agujero negro, los átomos acelerados a velocidades fantásticas chocarán, se romperán en un plasma viscoso que gira alrededor del agujero formando un «disco de acreción». Son estos discos de acreción, muy brillantes, especialmente en rayos X, los que permiten detectar directamente los agujeros negros. Poco a poco, como el agua en la bañera vacía, el material del disco de acreción debe caer gradualmente en el orificio. Pero de nuevo, no es tan simple. Primero, las estrellas tienen campos magnéticos, y cuando una estrella colapsa, su campo se vuelve increíblemente poderoso y forma una especie de dinamo que expulsa gas al espacio a través de sus polos norte y sur. Los agujeros negros supermasivos emiten material a distancias prodigiosas, reciclando material desde el centro de las galaxias hasta su periferia, como podemos ver en las fotos recientes de NGC 1275. Generadores de estrellas Por otro lado, de acuerdo con simulaciones recientes, se pueden formar bultos en el borde de los discos de acreción y terminar expulsados, formando estrellas masivas, que no viven mucho tiempo. Por supuesto, una simulación puede ser muy bonita pero simular fenómenos inexistentes, pero allí cae bastante bien: alrededor del centro de la galaxia de Andrómeda cercana, detectamos un anillo de estrellas jóvenes masivas y alrededor del centro de nuestra propia galaxia también, hay muchas más estrellas jóvenes de lo normal …

Conclusión En unos pocos años, hemos pasado de la sorprendente idea de que quizás podría haber agujeros negros en el centro de algunas galaxias a lo que las galaxias probablemente se han formado alrededor de agujeros negros supermasivos. Ahora, estos objetos fascinantes aparecen como motores del universo de poder fantástico, mucho más recicladores que las aspiradoras.

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