Nuestro contertulio y amigo Kike, en uno de sus comentarios nos viene a comunicar la noticia que ha dado algún medio sobre un hecho insólito: “Un científico dice haber demostrado que dentro de los agujeros negros se forman grandes cantidades de estrellas”. La Incredulidad fue lo primero que sentí cuando leí tal cosa.

Si pensamos un poco en el interior de los agujeros negros, encontramos un lugar en el que, los físicos, han machacado sus sesos luchando con las ecuaciones de einstein de la  Relatividad General, para buscar el secreto mejor guardado del Universo, ya que, nada que haya entrado en uno de estos exóticos objetos ha podido nunca salir para contarnos lo que allí pueda existir. Unos creen que podríamos encontrar un camino hacia otro universo y, lo más probable es que encontremos una singularidad con gravedad de marea infinita. Es decir, el fin del espacio y del tiempo, el nacimiento de la espuma cuántica.

“Recientemente, a partir de la observación del comportamiento de los fotones procedentes de los rayos cósmicos, se han obtenido límites para la granularidad del espacio-tiempo, y se ha encontrado que en escalas en las que ya deberían observarse trazas de la espuma cuántica, éste se muestra completamente suave. A la espera de más resultados de este tipo, pues aún son preliminares, surgen preguntas apasionantes. ¿De confirmarse la suavidad del espacio-tiempo implicaría que la mecánica cuántica no se aplica a los campos gravitatorios? ¿Es la escala de Planck inadecuada para resolver la espuma cuántica, y por qué es así, pues la deducción se basa en principios fundamentales bien establecidos? ¿Qué falla entonces en nuestros modelos?

 

 

 

Traspasar el horizonte de sucesos y entrar en las fauces del agujero negro, es el camino de irás y no volverás. Nadie estuvo nunca allí dentro y volvió para contarnos lo que existe en el lugar.

No sabemos en realidad lo que puede existir dentro de un agujero Negro. ¿cómo poder saberlo? sabemos que ninguna señal puede salir nunca de un lugar como ese para poder darnos la respuesta. sea lo que fuese que pudiera existir allí dentro, nunca podrá, ningún intrépido viajero,  volver al exterior para contarnos tal maravilla, un lugar de infinita curvatura y densidad, allí donde el tiempo deja de existir, un lugar que lo que pueda contener nunca podrá influir en nuestro Universo, toda vez que allí estará confinado para siempre.

Está claro que la curiosidad que llevamos con nosotros, no puede quedar satisfecha con éstas sencilla explicaciones, necesita más argumentación para poder comprender, a ciencia cierta, lo que en el agujero negro se pueda esconder. sin embargo, John archibal wheeler nos enseñó la importancia de la búsqueda para comprender el “corazón” de un agujero Negro.  Él creía  que el estado final de la materia dentro del agujero Negro, lo que quedaba después de la Implosión de una estrella masiva, era el “Santo Grial” de la física teórica, un conocimiento tan valioso que nos podría llevar a la comprensión final de lo que la materia es.

Intenso campo magnético de agujero negro supermasivo

“Para conservar la “monogamia” cuántica, Polchinski sugirió que el enlazamiento agujero negro-fotón se rompe. Esto produce un muro de energía en el horizonte de sucesos del agujero negro que echa por tierra la relatividad debido a que cualquiera que caiga se quemaría en lugar de volverse espagueti. Bienvenido a la paradoja del muro de fuego (“firewall”) del agujero negro.

Abundan las posibles soluciones, pero ahora dos físicos, Juan Maldacena del Instituto de Estudio Avanzado en Princeton, y Leonard Susskind de la Universidad Stanford, California, han presentado una más audaz: una nueva clase de agujero de gusano en que el enlazamiento no necesita romperse. “

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Representación de un agujero negro que engulle materia (naranja) y libera energía (azul) – NASA/JPL-Caltech

      Dicen haber descubierto un agujero negro capaz de hacer girar el espacio-tiempo.

 En el sistema binario 4U 1630-47 hay un agujero negro que gira casi a la máxima velocidad permitida por la Relatividad Especial y que retuerce todo lo que hay a su alrededor.

Un equipo internacional de investigadores, liderados por la Indian Space Research Organization (Isro) y la NASA, acaban de descubrir en el sistema binario 4U 1630-47 un agujero negro que gira casi al máximo de la velocidad permitida por la teoría de la Relatividad General de Einstein. De hecho, su rotación es tan rápida que el objeto estaría obligando a que el propio espacio circundante rote junto a él.

Según los científicos, que utilizaron el satélite indio AstroSat y el Observatorio de rayos X Chandra, de la NASA, y cuyo trabajo se publicará próximamente en Astrophysical Journal, estudiar a los agujeros negros con altas velocidades de giro resulta de la máxima importancia para poner a prueba nuestras teorías sobre el Universo, entre ellas la propia Relatividad.

Todo comenzó en 2016, cuando el AstroSat descubrió un agujero negro en el sistema binario (dos objetos estelares orbitándose mutuamente) 4U 1630-47. Desde el primer momento, una serie de violentos estallidos en el rango de los rayos X llamaron poderosamente la atención de los investigadores. Poco después, el Observatorio Chandra confirmó los resultados y quedó claro que ese agujero negro en concreto no era como los demás.

Devoradores de materia

La emisión de rayos X de un agujero negro se produce a medida que la materia circundante (en su mayor parte gas y polvo) se precipita y es «devorada» por él. Esas emisiones permitieron que los investigadores se dieran cuenta de que el agujero negro en cuestión, cuya masa es diez veces la de nuestro Sol, estaba girando sobre sí mismo a una velocidad de vértigo. La tasa de rotación de un agujero negro puede oscilar entre dos valores, 0 y 1. Y el agujero negro de 4U 1630-47 mostraba una tasa de giro de 0,9, lo que equivale casi a la velocidad de la luz.

Un dato que dejó a los investigadores con la boca abierta, ya que la teoría de Einstein implica que si un agujero negro es capaz de girar tan rápido, entonces será capaz de hacer que el espacio mismo gire junto a él.

Hasta el momento, de los veinte agujeros que se conocen en nuestra galaxia, solo ha sido posible medir la tasa de rotación de otros cuatro. Y el del sistema 4U 1630-47 es, sin duda, el más rápido de todos. Los científicos creen que, si lo que sabemos de los agujeros negros es correcto, la combinación de factores como la velocidad de rotación, la materia que entra en ellos y las altas temperaturas reinantes podrían ser la clave para entender cómo se forman las galaxias.

¿Cómo se sabe lo rápido que giran?

La masa y la velocidad de rotación son las dos propiedades principales que caracterizan a un agujero negro. Pero mientras que la masa se puede calcular con facilidad, gracias a la gravedad que genera,averiguar la tasa de rotación es algo mucho más complicado.

En palabras de Mayukt Pahari, autor principal del estudio, «las mediciones de la velocidad de rotación son muy difíciles de realizar, y solo es posible llevarlas a cabo por medio de observaciones de rayos X de muy alta calidad de un sistema estelar binario, en el que el agujero negro está absorbiendo materia de su estrella compañera».

Si los cálculos son correctos, el agujero negro del sistema binario 4U 1630-47 podría ser la llave para averiguar cómo afectan al propio espacio estos extraordinarios objetos. Y desvelar, de paso, el desconocido proceso que llevó a la formación de las galaxias.

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Noticia de prensa

Astrónomos llegan al borde del agujero negro más monstruoso de la Galaxia Vía Láctea

   Vive en el centro de la Galaxia y engulle todo el material que lo circunda

Científicos han observado «nubes» de gas girando justo por encima del punto de no retorno de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia

En las profundidades del espacio, en un punto que en el cielo se puede encontrar detrás de la constelación de Sagitario, se esconde un monstruo. Un auténtico pozo negro que tiene la masa de 4,3 millones de soles y cuya gravedad es tan intensa que se traga la luz. Se trata de Sagitario A*, un agujero negro supermasivo situado en el centro de la Vía Láctea, a 26.000 años luz de la Tierra. En contra de lo que pueda parecer, esta bestia no es muy grande, en términos astronómicos: apenas mide seis horas luz. Tampoco es muy denso. Sin embargo, es capaz de tragarse el espacio-tiempo, de generar una singularidad de densidad infinita y de intrigar a los científicos. Tanto a aquellos que quieren entender la Relatividad como a esos otros que quieren estudiar la relación entre la gravedad y las partículas.

¿De qué está hecho Sagitario A*? ¿Qué secretos esconde sobre el Universo y la naturaleza de la materia y la energía? Resulta difícil averiguarlo, porque los agujeros negros son pequeños y lejanos y, sobre todo, porque se tragan la luz y apenas dejan entrever lo que ocurre dentro de ellos.

Los científicos están trabajando en resolver una imagen del horizonte de sucesos de Sagitario A*, el punto de no retorno a partir del cual nada sale del agujero. Poder verlo sería fabuloso para averiguar si las predicciones de Einstein se cumplen en estos objetos tan intrigantes.

Al margen de esto, un equipo de investigadores ha publicado recientemente un estudio en la revista Astronomy & Astrophysics con observaciones de cúmulos de gas girando en el entorno de este agujero negro supermasivo. Estos materiales se mueven a velocidades próximas a la tercera parte de la velocidad de la luz, y lo hacen justo por encima de este horizonte de sucesos. Esta ha sido la primera vez en que los astrónomos han podido observar algo tan cerca y con tanto detalle en las proximidades del punto de no retorno de un agujero negro. Se puede afirmar, sin duda alguna, que la materia observada está a un paso de la oscuridad sin fondo.

                            El centro galáctico no es un lugar pacífico

Los datos han sido obtenidos con el observatorio Very Large Telescope (VLT), situado en las instalaciones del Observatorio Europeo Austral (ESO) en el desierto de Atacama, Chile. En concreto, el trabajo es fruto del instrumento GRAVITY, que estudió varias llamaradas de radiación infrarroja procedentes del disco de acreción de Sagitario A* –el disco de acreción es una especie de cinta transportadora de gas que gira a gran velocidad y que se precipita hacia el interior del agujero negro–.

«Es realmente alucinante presenciar material orbitando un agujero negro al 30% de la velocidad de la luz», ha dicho en un comunicado Oliver Pfuhl, primer autor del estudio y científico del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), Alemania. «La tremenda sensibilidad de GRAVITY nos ha permitido observar los procesos de acreción en tiempo real con un detalle sin precedentes».

Estallidos de electrones

Estallidos de electrones y rayos gamma

Las observaciones han confirmado, como ya se asume, que en el centro de la Vía Láctea hay un agujero negro supermasivo. Además, han proporcionado alucinantes detalles sobre lo que ocurre en el borde de estos extraños objetos. El material observado gira a una velocidad enorme, en la última órbita posible antes de quedar engullido, de una vez por todas, en el interior de sagitario A*.

La tremenda energía generada en este proceso se libera en forma de llamaradas de electrones, brillantes estallidos cuyo comportamiento observado coincide con lo predicho por modelos teóricos para agujeros negros de cerca de cuatro millones de masas solares. Se cree que dichas llamaradas se originan como resultado de las interacciones magnéticas entre gas muy caliente y cargado eléctricamente girando a velocidades de vértigo.

Estos investigadores son los mismos que este mismo año confirmaron las predicciones de la Relatividad de Einstein gracias al paso cercano de la estrella S2 por el campo gravitacional de Sagitario A*.

«Estábamos estudiando S2 muy de cerca (…) y tuvimos la suerte de detectar tres brillantes llamaradas en los alrededores del agujero negro», ha recordado Pfuhl.

Tal como ha resumido Reinhard Genzel, líder del estudio e investigador en el MPE, «el resultado es una confirmación impresionante del paradigma de los agujeros negros». Si para los científicos es una tranquilizadora confirmación de las teorías existentes, para el resto es un recordatorio de los impresionantes fenómenos astrofísicos que ocurren en la naturaleza y que nos pasan desapercibidos en nuestro día a día.

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