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Los hallazgos más grandes del agujero negro de 2019

Los agujeros negros son puntos oscuros en el tejido del espacio-tiempo, singularidades increíblemente densas con una gravedad tan fuerte que nada puede escapar de sus garras. Pasan su tiempo haciendo una cosa: engullir materia. Acércate lo suficiente a un agujero negro, y eres un espagueti cósmico, estirado en pedazos, aspirado hacia adentro, para nunca volver. Simple y directo, ¿verdad?

(Imagen: © Jeremy Schnittman / Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA)

Pero resulta que los agujeros negros son más que simples aspiradoras cósmicas. En 2019, los científicos se asomaron a la insondable oscuridad y tomaron la primera imagen de un agujero negro. También aprendieron más sobre cómo funcionan estas bestias extrañas e insaciables. Desde su propensión a ganar y perder cabello, hasta sus misteriosas entrañas, a dónde pueden conducir, este post hay cosas nuevas que aprendimos sobre los agujeros negros en 2019.

Una imagen inolvidable:

La primera imagen directa de un agujero negro, con un anillo amarillo que rodea el círculo negro(Crédito de la imagen: Event Horizon Telescope Collaboration)

¡Después de años de anticipación, estaba aquí! En 2019, los científicos tomaron una imagen absolutamente inolvidable del agujero negro M87, en el corazón de la galaxia Virgo A, a unos 53 millones de años luz de distancia. El primer acercamiento de la singularidad, que se ha roto con una red de telescopios en todo el mundo conocido como Event Horizon Telescope, parece un pequeño punto granulado rodeado por un anillo naranja difuso. Pero esa pequeña imagen pixelada es en realidad un agujero negro tan grande como el Sistema Solar y 6,5 mil millones de veces la masa de nuestro sol.

El ardiente resplandor anaranjado que rodea su corazón negro delimita su horizonte de sucesos, el anillo de materia que gira alrededor de un agujero negro justo antes de caer. A medida que se frota contra otra materia a altas velocidades, produce energía y brilla para formar un disco de acreción. El anillo naranja. 

Los agujeros negros hacen crecer el cabello, luego se vuelven calvos nuevamente:

Una ilustración de la NASA muestra cómo se vería un sistema que contiene un agujero negro y una estrella.(Crédito de la imagen: NASA / CXC / M. Weiss)

Este año, aprendimos que los agujeros negros tienen pelo, pero la mayoría de las veces son tan calvos como las bolas blancas. ¿Qué significa eso exactamente? Históricamente, los físicos creían que las singularidades eran calvas o carecían de características, lo que significa que solo tenían tres propiedades: masa, momento angular y carga eléctrica. Todo lo que consumieron esos Pac-Mans celestiales en el transcurso de su vida quedó encerrado detrás del horizonte de sucesos, y no se pudo recuperar más tarde información sobre los hábitos alimenticios de un agujero negro. 

Pero en 2016, el fallecido físico Stephen Hawking, junto con otros, publicó un artículo en el que proponía que los agujeros negros tienen "cabello" o rasgos distintivos. Estos pelos fueron cambios sutiles en el horizonte de sucesos, así como el horizonte de Cauchy, el punto en el que la causa y el efecto cambian, que harían que los agujeros negros se distinguieran entre sí. Al menos, como afirmó un estudio de 2018 , ese fue el caso de los llamados agujeros negros "extremos", o aquellos con carga eléctrica máxima. A principios de este año, los físicos descubrieron que incluso los no tan extremos, aquellos que giran a una velocidad casi máxima, pero sin carga, o aquellos con una carga máxima posible, pero sin rotación, también pueden tener cabello. 

Pero resulta que los agujeros negros brotan fugazmente unos mechones de "pelo" tenue, todo lo cual eventualmente pierden, informó Live Science en ese momento . 

En este momento, la cuestión de si los agujeros negros se parecen más al Sr. T o Heather Locklear es pura especulación. Pero el detector de ondas gravitacionales más grande del mundo pronto podría encontrar evidencia para apoyar una teoría sobre otra, dicen los expertos.

Agujero negro imposiblemente grande:

La impresión artística de un agujero negro estelar recién descubierto y su compañero estrella azul.(Crédito de la imagen: YU Jingchuan, Planetario de Beijing, 2019).

En noviembre, los científicos dijeron que habían encontrado un agujero negro a 15,000 años luz de distancia que era tan grande que no debería existir . Supusieron su existencia después de detectar una estrella aproximadamente 8 veces más masiva que nuestro sol que parecía estar rodeando una región de espacio oscuro y vacío. Según cuánto se movía esa estrella, calcularon que la estrella probablemente rodeaba un agujero negro 70 veces la masa de nuestro sol; Anteriormente, los científicos pensaban que los agujeros negros estelares, o aquellos que se forman después del colapso de una estrella masiva, podrían tener masas no más de 30 veces mayores que las de nuestro sol, al menos en galaxias con una composición química similar a la nuestra.

"Este descubrimiento nos obliga a volver a examinar nuestros modelos de cómo se forman los agujeros negros de masa estelar", dijo en un estudio el director del Observatorio de Interferencia de Láser Gravitacional (LIGO) y el profesor de la Universidad de Florida, David Reitze, que no participó en el estudio. declaración en el momento.

Sobre ese imposible agujero negro:

Girando el agujero negro.(Crédito de la imagen: Shutterstock)

Desafortunadamente, la mayoría de las veces, los hallazgos que parecen desafiar las leyes de la física no se sostienen. Ese agujero negro que creció hasta ser increíblemente grande probablemente era imposible después de todo , según un par de artículos publicados en la base de datos arXiv en diciembre.

El agujero negro increíblemente grande probablemente era solo un agujero negro de tamaño regular, y el equipo de investigación que inicialmente analizó los números simplemente cometió un error al interpretar las emisiones de luz provenientes del sistema binario de agujero negro / estrella. Al confundir la luz de la estrella compañera con las débiles emisiones que vendrían del disco de acreción del agujero negro, o el anillo de materia que rodea su boca, los investigadores habían sobrestimado la masa del agujero negro al menos dos veces, encontraron los estudios publicados en arXiv .

Agujeros negros como dadores de vida galácticos:

Una imagen muestra cómo las burbujas del tamaño de una galaxia empujan el gas en el cúmulo de galaxias Perseus.(Crédito de la imagen: Li et al.)

Los agujeros negros son los supervillanos en la historia épica del universo. Matan indiscriminadamente. Y nada a su alcance está a salvo de ellos.

Pero puede haber más en estos asesinos cósmicos con cara de piedra. Los agujeros negros pueden ser los motores de la vida de las galaxias. De acuerdo con un estudio de noviembre, en sus frenesíes, los agujeros negros también envían burbujas de gas turbulento y abrasador a través del cosmos . El estudio descubrió que ese plasma caliente puede mantener vivas las galaxias que de otro modo se enfriarían y morirían. Otro estudio, publicado en mayo, encontró que la radiación emitida por los agujeros negros podría alimentar la vida extraterrestre , siempre que exista en una zona de Ricitos de Oro no demasiado lejos, ni demasiado cerca, del centro de la galaxia. A medida que estos agujeros negros se alimentan, su radiación y luz pueden impulsar la fotosíntesis y facilitar la formación de los bloques de construcción biomoleculares de la vida, según el estudio.

Los agujeros negros pueden no ser agujeros negros en absoluto:

Una imagen simulada de un agujero negro.(Crédito de la imagen: NASA / ESA / Gaia / DPAC)

O tal vez los agujeros negros son simplemente mal entendidos. Como, mayormente mal entendido. Una teoría descabellada, propuesta por un matemático y un físico este verano, sugiere que los agujeros negros tal como los conocemos pueden no existir . 

Según Einstein, los agujeros negros son motas infinitamente pequeñas e infinitamente densas conocidas como singularidad, donde se rompen las matemáticas de la relatividad general. Pero según la nueva investigación, una simplificación matemática común utilizada para analizar la teoría de la relatividad puede tener un defecto. Como resultado, los agujeros negros pueden no ser singularidades en absoluto . En cambio, pueden ser bolsas de espacio llenas de energía oscura . Y eso podría explicar algunos hallazgos sorprendentes del mayor cazador de ondas gravitacionales del mundo. 

Existen mini agujeros negros:

Los investigadores descubrieron un agujero negro de baja masa que orbita una estrella que gira rápidamente a 10.000 años luz de distancia.(Crédito de la imagen: Jason Shults en la Universidad Estatal de Ohio)

Los agujeros negros ciertamente pueden ser grandes, pero ¿pueden ser pequeños? Resulta que los pequeños agujeros negros , aproximadamente la mitad del tamaño de los conocidos, podrían existir en el espacio. La mayoría de los agujeros negros de masa regular son aproximadamente de 5 a 6 veces la masa de nuestro sol. 

En noviembre, los astrónomos que observaban las orillas de la Vía Láctea, a unos 10.000 años luz de distancia, encontraron pruebas débiles de un agujero negro aproximadamente 3.3 veces más masivo que el sol. Eso es demasiado grande para ser una estrella de neutrones, pero más pequeño que cualquier agujero negro conocido. Tales agujeros negros se predijeron, pero nunca se habían visto antes.

El agujero negro de la Vía Láctea tiene una llamarada:

En el centro de la Vía Láctea se esconde un agujero negro supermasivo conocido como Sagitario A * o Sgr A *, con una masa de aproximadamente 4 millones de veces la de nuestro sol.(Crédito de la imagen: ESA / C. Carreau)

Hablando de la Vía Láctea, el agujero negro supermasivo en nuestra galaxia natal está tramando algo muy extraño. Normalmente, el disco de acreción de un agujero negro brilla más cuando está más activo, porque más materia se frota y crea fricción. En mayo, todo estaba tranquilo para el agujero negro central de la Vía Láctea, Sagitario A *. 

Luego, los astrónomos notaron una llamarada extraña , con el agujero negro brillando como los astrónomos más brillantes que jamás hayan visto, al menos en el espectro infrarrojo .

No está claro cuál es esa llamarada extraña, pero los científicos piensan que la llamarada fue causada cuando un objeto polvoriento o una estrella se afeitaron con Sagitario A *.

Los agujeros negros más grandes se formaron en un instante:

(Crédito de la imagen: A. IRRGANG, FAU)

Parece que los objetos celestes masivos como Sagitario A * deberían haberse formado para siempre, pero resulta que los agujeros negros más grandes del universo probablemente se formaron en un abrir y cerrar de ojos , hablando cósmicamente.

Un estudio publicado en junio sugirió que los agujeros negros supermasivos podrían haberse formado en los primeros 800 millones de años de la historia del universo, y todo lo que habría requerido sería una gran nube de gas. A medida que las nubes de gas se acumulaban y se unían gravitacionalmente, se habrían colapsado bajo su propio peso, formando un pequeño agujero negro sin necesidad de una supernova que se convirtiera en una estrella. Estos llamados "agujeros negros de colapso directo" habrían seguido acumulando materia a un ritmo vertiginoso, creciendo 10.000 veces en el lapso de solo 150 millones de años. 

En ese momento, simplemente se detuvieron, dejando atrás los agujeros negros supermasivos que salpican nuestro universo hoy.

Los ovnis salen de los agujeros negros:

Una ilustración muestra chorros de materia lanzados desde un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia.(Crédito de la imagen: NASA / ESA)

¿Qué es más extraño que un agujero negro? Un ovni volando de uno. En este caso, sin embargo, UFO significa flujo de salida ultrarrápido, y es un viento caliente que parece salir del disco de acreción de un agujero negro.

Un estudio publicado en agosto encontró que estos ovnis pueden explicar por qué el espacio cerca del corazón de las galaxias carece relativamente de materia . Los ovnis de los agujeros negros supermasivos en los centros galácticos pueden actuar como quitanieves, empujando toda la materia adicional en las inmediaciones de un agujero negro más lejos de su periferia, según el estudio. 

El planeta 9 en realidad puede ser un agujero negro:

Una ilustración muestra cómo podría verse el Planeta 9 orbitando lejos de nuestro sol.  Ahora, al menos dos físicos piensan que esta imagen es incorrecta y que en realidad es un agujero negro.(Crédito de la imagen: NASA)

Hablando de objetos no identificados, el misterioso objeto celeste en nuestro sistema solar conocido como Planeta 9 en realidad puede ser un agujero negro del tamaño de una toronja .

Hay algunos objetos extraños, más allá de Neptuno, que se comportan como si estuvieran gobernados por la gravedad de algún objeto cercano que no podemos ver. Orbitan lejos de los otros ocho planetas y parecen estar orientados en un plano diferente.

Algunos teóricos han hecho cálculos y concluyeron que hay un planeta allá afuera, con una órbita inestable, que es aproximadamente 10 a 20 veces la masa de la Tierra. Pero en un estudio publicado en octubre, otros científicos que habían hecho un cálculo numérico por separado encontraron que un pequeño agujero negro primordial, casi tan grande como una toronja, también podría explicar el comportamiento extraño de estos objetos transneptunianos.

Enviar mensajes a través de un agujero negro haría que se evaporara:

ilustración de agujero de gusano(Crédito de la imagen: Shutterstock)

Los agujeros negros podrían ser agujeros de gusano en un universo alternativo. Pero no se moleste en enviar un mensaje a través del agujero de gusano a alguien en ese universo alienígena. 

En agosto, los científicos descubrieron que enviar incluso un pequeño mensaje a través de un agujero negro alteraría el agujero negro , haciendo que se evaporara. El primer mensaje que se transmite a través del agujero de gusano reduciría el agujero negro receptor en un 30%, y cada mensaje posterior reduciría aún más el agujero negro, mientras transportaba cada vez menos información. Después de solo un puñado de transmisiones, el mensaje no llevaría información y el agujero negro receptor desaparecería.

Los extraterrestres podrían disparar rayos láser a los agujeros negros:

Busca vida extraterrestre(Crédito de la imagen: Shutterstock)

¡Banco de iglesia! ¡Banco de iglesia! ¡Banco de iglesia! Los agujeros negros pueden no solo alimentar la vida de mundos alienígenas; También pueden permitir que los extraterrestres naveguen por la galaxia . Al disparar rayos láser a los agujeros negros, los extraterrestres avanzados podrían hacer boomerang de fotones, o partículas de luz, alrededor de los pozos de gravedad que rodean los agujeros negros. Estos fotones darían vueltas y regresarían al receptor, pero en el proceso podrían agotar parte del impulso del agujero negro y convertirlo en energía. Cuando el fotón regresó, los extraterrestres podrían convertir esa energía en impulso para impulsar su movimiento a través de la galaxia, y el proceso podría repetirse una y otra vez.

Es posible que podamos rescatarte de un agujero negro:

Impresión artística de un agujero negro.(Crédito de la imagen: revista All About Space)

A medida que avanzas más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro, el tiempo se ralentiza, te estiras como espagueti y te haces pedazos, ¿verdad? No tan rapido. Puede haber una manera de rescatar a las personas de estas trampas de muerte celestial, al menos según una nueva teoría especulativa.

Según esa teoría, puede haber una forma de enredar dos agujeros negros . (El entrelazamiento cuántico es el efecto extraño, típicamente solo visto en pequeñas escalas subatómicas, en las que dos partículas u objetos están inextricablemente unidos a través de grandes distancias.) Nadie ha logrado enredar objetos que son visibles a simple vista, pero suponiendo que haya habido una forma de enredar dos objetos tan masivos como los agujeros negros, puede ser posible usarlos como una forma de teletransportarse instantáneamente entre dos ubicaciones. En ese caso, si accidentalmente cayó en un agujero negro, puede haber una manera de sacarlo, aunque en otro momento y lugar.

Girar agujeros negros podría hacer un viaje hipersónico suave:

Esta animación muestra cómo un agujero negro dobla la luz cercana dependiendo del ángulo en el que se ve. (Crédito de la imagen: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA / Jeremy Schnittman)

Abróchate el cinturón, ponte los auriculares con cancelación de ruido y relájate: estás a punto de saltar a un agujero negro giratorio. Claro, hay una gran posibilidad de que te destrocen y nunca más te vean, pero al menos algunos físicos piensan que entrar en un agujero negro giratorio podría ser una experiencia bastante diferente. De hecho, girar agujeros negros puede ser más como portales de tiempo suaves .

Supongamos que existen agujeros de gusano y que los agujeros negros son el camino hacia ellos. Ciertos tipos de agujeros negros supermasivos, como el gigante gentil en el corazón de nuestra galaxia, no giran mucho. Y los nuevos cálculos sugieren que viajar a un agujero negro de ese tipo ni siquiera daría un paseo lleno de baches, porque su rotación lenta significaría un encogimiento y estiramiento insignificantes, y estaría dentro del rango de tensiones que una nave espacial podría manejar.

Este post pertenece a la serie "Descubrimientos y Experimentos", puedes ver todos los posts aquí. 



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