¿Qué es un agujero negro?

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.

¿De verdad existen los agujeros negros?

Probablemente. Los astrónomos han descubierto bastantes objetos que sólo pueden ser explicados como agujeros negros. Estos objetos son oscuros, por lo que no podemos verlos, pero ejercen una fuerte influencia en las estrellas, el gas e incluso el espacio que los rodea. Los objetos son tan oscuros, densos y pesados que tienen que ser o agujeros negros o algo todavía más exótico.

¿Hay algún agujero negro cercano a la Tierra?

Los agujeros negros más cercanos descubiertos hasta ahora están a varios miles de años luz. Están tan lejos que no tienen ningún efecto en la Tierra ni en su medio. Parece que hay un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, a unos 27,000 años luz. Aunque tiene varios millones de veces la masa del Sol, al estar tan lejos no afecta nuestro sistema solar.

¿Se convertirá nuestro Sol en un agujero negro?

No. Las estrellas como el Sol no son lo bastante masivas para convertirse en agujeros negros. Lo que sucederá, dentro de varios miles de millones de años, es que el Sol expulsará sus capas externas y su núcleo formará una enana blanca: una bola densa de carbono y oxígeno que ya no produce energía nuclear, pero que brilla debido a su alta temperatura. La masa de una enana blanca típica es más o menos como la del Sol, pero su tamaño es sólo el de la Tierra, el cual es el uno por ciento del diámetro actual del Sol.

¿Cuál es el agujero negro más grande?

El agujero negro más grande conocido está en el núcleo de M87, una galaxia elíptica gigante en la constelación de Virgo. Su masa parece ser unos tres mil millones de veces mayor que la del Sol, con un diámetro de unos 11 mil millones de millas (18 mil millones de kilómetros), casi el doble que el diámetro de la órbita de Plutón, el planeta más distante de nuestro sistema solar.

¿Cómo se forma un agujero negro?

Un agujero negro se forma cuando un objeto alcanza cierta densidad crítica, y su gravedad hace que se colapse hasta volverse un punto casi infinitamente pequeño. Los agujeros negros de masa estelar se forman cuando una estrella masiva ya no puede producir energía en su núcleo. La radiación de sus reacciones nucleares mantiene a la estrella “hinchada,” y la gravedad hace que el núcleo se colapse. Las capas exteriores de la estrella pueden salir despedidas al espacio, o caer al agujero negro, para hacerlo más pesado. Los astrónomos no están seguros de cómo se forman los agujeros negros supermasivos. Pueden formarse a partir del colapso de grandes nubes de gas, o de la unión de muchos agujeros negros pequeños, o de una combinación de eventos.

¿Qué pasa al acercarse a un agujero negro?

El efecto exacto depende del tamaño y la masa del agujero negro. Un agujero negro “de masa estelar” –un agujero negro con una masa varias veces la del Sol- ejerce un fuerte jalón de marea sobre cualquier objeto que se acerque a su horizonte de eventos. Es el mismo efecto que produce las mareas en la Tierra; el jalón gravitacional en el lado del objeto que está más cerca del agujero negro es notablemente mayor que en el lado opuesto, así que la gravedad estira el objeto y lo destruye. (La marea gravitacional es menos pronunciada para los objetos que se acercan a un agujero negro supermasivo, ya que se da una “pendiente” más suave en el cambiante campo gravitacional.) Observado desde fuera, parece que el tiempo pasa más despacio para el objeto que se acerca al horizonte y su luz se estira a longitudes de onda cada vez más largas.

¿Cómo puede escapar de un agujero negro su propia gravedad, pero no la luz?

En el caso de los agujeros negros conviene concebir la gravedad como la describió Albert Einstein: una curvatura en el espacio-tiempo. Según la teoría de la relatividad especial de Einstein, la masa curva el espacio que la rodea. Para cuerpos relativamente ligeros, como la Tierra, el efecto es mínimo. Para cuerpos más pesados, como el Sol, el efecto es pequeño pero detectable. (Los científicos confirmaron el efecto, además de con otros medios, midiendo la órbita de Mercurio, el planeta más cercano al Sol, el cual es arrastrado un poco hacia delante por la distorsión del espacio-tiempo producida por el Sol. Y, para los objetos masivos, como los agujeros negros, el efecto es enorme. Los diagramas de los libros de astronomía suelen representar a los agujeros negros como “pozos” en el espacio-tiempo, con materia entrando en el agujero negro como piedrecillas que cayeran a un pozo de agua. Por eso, no es necesario que nada “escape” del agujero negro para que éste ejerza una influencia gravitacional en la materia y el espacio circundantes.

¿De dónde viene el nombre de ‘agujero negro’?

John Archibald Wheeler, físico de la Universidad de Princeton, acuñó el término en la década de 1960. En esa época, estos objetos eran poco más que asunto para especular, y no se había descubierto ninguna evidencia de que realmente existieran.