un fascinante viaje a uno de los habitantes mas misteriosos del universo , lo agujeros negros

1. AGUJEROS
NEGROS
Hernández Luna María Fernanda
BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE
PUEBLA
FACULTAD DE MEDICINA
DHTIC
DOCENTE : PATRICIA SILVA SÁNCHEZ
PRIMAVERA 2015

2. 1 AGUJEROS NEGROS
AGUJEROS NEGROS
INDICE
Introducción
1. conociendo de cerca a los agujeros negros
1.1. ¿Qué son los agujeros negros ?
1.2. ¿De qué están hechos los agujeros negros?
1.3. ¿De dónde vienen los agujeros negros ?
1.4. ¿son eternos ?
2. Los secretos y misterios de los agujeros negros
2.1. Gigantes glotones del universo
2.2. ¿Qué hay con lo que entra en ellos?
2.3. ¿Es posible regresar una vez entrando en ellos ?
3. Rompiendo mitos
3.1. La máquina del tiempo
4. Agujeros negros y la ciencia
4.1. Los agujeros negros tienen historia
4.2. Como cazar a su propio agujero negro
5. Los micro agujeros negros , ¿realidad o ficción ?
6. Conclusiones
7. Opiniones personales
8. Bibliografía

3. 2 AGUJEROS NEGROS
INTRODUCCIÓN
El hombre, desde que adquiere pleno uso de razón, se da cuenta de su existencia,
de que existe el Universo, de que existe el ser, y lógicamente uno llega a
preguntarse.. ¿Por qué existe todo cuanto existe? ¿Por qué existe algo en vez de
nada? ¿Por qué lo que existe es como existe y no de otra manera? , siendo así ,
no resulta imposible de creer que la fascinación de la raza humana por el universo
creciera junto con el hasta nuestros días ,por otro lado tampoco resultaría
demasiado descabellado afirmar que gracias al impulso que nos dio esa
curiosidad es que el hombre de giro hacia el mundo que lo rodeaba y lo comenzó
a estudiar y por su puesto el universo es por mucho uno de los mundos que mas
nos gusta explorar . Pero no fue si no hasta a 1610 que Galileo Galilei revoluciono
la forma en que el ser humano estudiaba el universo ; a través de una lente que
nos permitía ver como nunca antes los secretos más profundos del universo y
poder ser testigos de los colores formas y tamaños de planetas, estrellas,
nebulosas y las infinitas galaxias que comparten con nosotros el universo en que
somos habitantes y aunque esto no marcaba aún más la brecha entre lo que
sabemos y no sabemos de nuestro entorno , los humanos estábamos por mucho ,
muy lejos de dejar pasar la oportunidad de saber cada vez más .
Fue así que en el año de 1783 un geólogo ingles de nombre John Michell
comenzó lo que sería uno de los temas favoritos por excelencia en el terreno de
la física y la astronomía; y fue el concepto de un cuerpo tan denso que ni siquiera
la propia luz pudiera escapar de él , gigantes del universo que literalmente
“tragaban” todo lo que estuviera a su paso dejando tras de sí más preguntas que
respuestas .
La sola idea de su existencia resulta por mucho emocionante y peligrosa a la vez
pues tan pronto supimos de ellos comenzaron a surgir todo tipo de especulaciones
y temores entorno a ellos , que solo dejaban ver lo poco que sabíamos de ellos .

4. 3 AGUJEROS NEGROS
CONOCIENDO DE CERCA A LOS AGUJEROS NEGROS
¿Qué son los agujeros negros ?
Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una
concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo
gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de
ella.
¿De qué están hechos los agujeros negros?
Son estructuras formadas en mayor parte por neutrones que resultan de átomos
que comienzan a aplastarse en donde el núcleo atómico y los protones
comienzan a fusionarse y resultan en la formación de más neutrones que aumenta
la gravedad superficial de dicha estructura a 210.000.000.000 veces y de
proporciona sus características.
¿De dónde vienen los agujeros negros?
Los agujeros negros proceden de un proceso de colapso gravitatorio.
Dicho proceso comienza después de la muerte de una gigante roja (estrella de
gran masa), llámese muerte a la extinción total de su energía. Tras varios miles de
millones de años de vida, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a
ejercer fuerza sobre sí misma originando una masa concentrada en un pequeño
volumen, convirtiéndose en una enana blanca. En este punto, dicho proceso
puede proseguir hasta el colapso de dicho astro por la auto atracción gravitatoria
que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro. Este proceso
acaba por reunir una fuerza de atracción tan fuerte que atrapa hasta la luz en éste.
En palabras más simples, un agujero negro es el resultado final de la acción de la
gravedad extrema llevada hasta el límite posible. La misma gravedad que
mantiene a la estrella estable, la empieza a comprimir hasta el punto que los
átomos comienzan a aplastarse.

5. 4 AGUJEROS NEGROS
¿Son eternos?
En un principio se creyó que los agujeros negros existirían por siempre. Pero en
1976 Stephen Hawking propuso la existencia de lo que hoy llamamos la Radiación
Hawking. Este fenómeno debería permitirle al agujero negro emitir toda su materia
colapsada en forma de radiación, es decir, en forma de energía, al cabo de un
tiempo inimaginablemente largo. De hecho a un agujero negro de una masa solar
se estima que le tomaría 10 a los 67 años luz evaporarse, es decir:
100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
000 000 000 000 000 000 000 años.
Trillones de veces la edad del universo. La enormidad del número se explica
porque la masa de dicho agujero negro es de trillones de toneladas, y la radiación
Hawking tiene una potencia de 10 a la −28 watts. Como la equivalencia masa
energía dice (E=mc²) esta insignificante porción de energía emitida a cada
segundo equivale a una aún más insignificante masa. De hecho los agujeros
negros no se evaporan actualmente, pues absorben más masa de la que emiten
en forma de radiación, para que la evaporación de los hoyos negros comience el
universo debe enfriarse más, lo que ocurrirá dentro de miles de millones de años.
LOS SECRETOS Y MISTERIOS DE LOS AGUJEROS NEGROS
Gigantes glotones del universo
Los llamados agujeros negros son cuerpos con un campo gravitatorio enorme y
ninguna radiación electromagnética ni luminosa, por eso son negros puede
escapar de ellos .
Están rodeados de una "frontera" esférica que permite que la luz entre pero no
salga, un disco de acrecimiento, compuesto de materia con momento angular,
carga eléctrica y masa, la que es afectada por la enorme atracción gravitatoria del
mismo, ocasionando que inexorablemente atraviese el horizonte de sucesos y, por
lo tanto, incremente el tamaño del agujero.
¿Qué hay con lo que entra en ellos?

6. 5 AGUJEROS NEGROS
Hasta hoy es imposible describir lo que sucede en el interior de un agujero negro;
sólo se puede imaginar, suponer y observar sus efectos sobre la materia y la
energía en las zonas externas y cercanas al horizonte de sucesos y la ergosfera.
Sin embargo la teoría general de la relatividad de Einstein implica que no pasa
nada al cruzar el horizonte de sucesos de un agujero negro, un observador no
debe notar nada especial; de hecho, en un agujero negro súper masivo, la
curvatura del espacio tiempo en el horizonte de sucesos es muchos órdenes de
magnitud más pequeña que en la superficie de la Tierra. Pero este resultado es
clásico y la aplicación de la física cuántica a los agujeros negros indica que su
horizonte de sucesos debe emitir radiación de Hawking.
¿Es posible regresar una vez entrando en ellos ?
De acuerdo con el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica existe la
posibilidad de que en el horizonte se formen pares de partícula-antipartícula de
corta duración, dado que la probabilidad de que uno de los elementos del par
caiga dentro del agujero de manera irreversible y el otro miembro del par escape,
el principio de conservación requiere que el agujero disminuya su masa para
compensar la energía que se lleva el par que escapa de los aledaños del horizonte
de sucesos. Nótese que en este proceso el par se forma estrictamente en el
exterior del agujero negro, por lo que no contradice el hecho de que ninguna
partícula material puede abandonar el interior. Sin embargo, sí existe un efecto
neto de transferencia de energía del agujero negro a sus aledaños, que es la
radiación Hawking, cuya producción no viola ningún principio físico.
Rompiendo mitos
La máquina del tiempo
Según la Teoría General de la Relatividad por efecto del campo gravitatorio el
tiempo se "dilata", esto es, si un observador lejano donde el campo gravitatorio es
pequeño, observa que tú estás en un campo gravitacional grande, también verá
que tu reloj corre más lentamente que el suyo, es decir "viajas" en el tiempo, a tu
regreso del viaje te encuentras con el observador y comparan las lecturas de los

7. 6 AGUJEROS NEGROS
relojes, entonces verán que para el observador pasó más tiempo que para Ti, es
decir "viajaste" al futuro. Lo mismo sucede en un agujero negro, que el campo
gravitatorio es tan enorme, que en teoría podría detener el tiempo, según otro
observador lejano. Sin embargo esto solo sería un "viaje de ida" pues cuando
entras en un agujero negro la gravedad te estiraría hasta desgarrarte y no tendrías
forma de salir.
AGUJEROS NEGROS Y LA CIENCIA
Los agujeros negros tienen historia
El concepto de un cuerpo tan denso que ni siquiera la luz puede escapar de él, fue
descrito en un artículo enviado en 1783 a la Royal Society por un geólogo inglés
llamado John Michell. Por aquel entonces la teoría de Newton de gravitación y el
concepto de velocidad de escape eran muy conocidas. Michell calculó que un
cuerpo con un radio 500 veces el del Sol y la misma densidad, tendría, en su
superficie, una velocidad de escape igual a la de la luz y sería invisible. En 1796,
el matemático francés Pierre-Simon Laplace explicó en las dos primeras ediciones
de su libro Exposition du Systeme du Monde la misma idea aunque, al ganar
terreno la idea de que la luz era una onda sin masa, en el siglo XIX fue descartada
en ediciones posteriores. En 1915, Einstein desarrolló la relatividad general y
demostró que la luz era influida por la interacción gravitatoria.
En 1967, Stephen Hawking y Roger Penrose probaron que los agujeros negros
son soluciones a las ecuaciones de Einstein y que en determinados casos no se
podía impedir que se crease un agujero negro a partir de un colapso. La idea de
agujero negro tomó fuerza con los avances científicos y experimentales que
llevaron al descubrimiento de los púlsares. Poco después, en 1969, John Wheeler
acuñó el término "agujero negro" durante una reunión de cosmólogos en Nueva
York, para designar lo que anteriormente se llamó "estrella en colapso gravitatorio
completo".

8. 7 AGUJEROS NEGROS
Como cazar a su propio agujero negro
Los agujeros negros se pueden detectar con una técnica llamada "gravity lensing"
(gravedad lenticular). Este efecto ocurre cuando un objeto masivo, en este caso un
agujero negro, pasa entre una estrella y la tierra. El agujero negro actúa como
lente cuando su gravedad dobla los rayos de luz de la estrella y los centra de
nuevo en la tierra. Desde el punto de vista de un observador en la tierra, la estrella
aparecería más brillante. La teoría general de la relatividad de Einstein sugiere
que la luz puede seguir un camino "doblado" de espacio y tiempo, que en este
caso, es "doblado" por la gravedad del agujero negro.
Los micro agujeros negros, ¿realidad o ficción ?
Un micro agujero negro, también llamado agujero negro de mecánica cuántica o
mini agujero negro, es un simple agujero negro pequeño, en el que los efectos de
la mecánica cuántica desempeñan un papel importante.
Al ponerse en marcha el primer gran colisionador de hadrones (LHC) de manera
totalmente funcional (hasta ahora solo se han realizado pruebas), se considera
probable la primera creación artificial de micro agujeros negros a partir del choque
y fusión de partículas subátomicas (hadrones) aceleradas a "casi" la velocidad c, a
tal velocidad la materia bariónica incrementa enormemente su masa lo cual
explica la formación de micro agujeros negros los cuales sin embargo serían
efímeros ya que se encontrarían (proporcionalmente a su masa y a la gravitación
de tal masa) a bastante distancia de otros cuerpos materiales como para crecer.
CONCLUSIONES
Sin lugar a dudas los agujeros negros son estructuras del universo que no dejan
de sorprendernos con cada nuevo descubrimiento que sabemos de ellos , los
esfuerzos que se hacen por comprenderlos resultan en una tarea titánica que se
ve impedida por su difícil detección así como su estudio, sin embargo y a pesar de
las esperanzas que ponemos en ellos para poder viajar en el tiempo , más que ello
podríamos concluir que su estudio podría encaminarnos a nuevos descubrimientos

9. 8 AGUJEROS NEGROS
en el terreno de la física , astronomía y muchas otras ciencias que cambien la
concepción que tenemos hasta ahora del universo.
Opiniones personales
En mi opinión personal , los agujeros negros siempre han resultado un tema de
interés más que “académico ” (pues la complejidad que abarcan es tan grande que
para comprenderlos en su totalidad , se haría necesario estudiar Física o
Matemáticas ) , y en términos más simples una mera curiosidad que surge
directamente de los misteriosos y caóticos que son , el solo hecho de imaginarse
cerca de ellos o verlos a lo lejos es algo que a cualquiera le despertaría emoción ,
y en lo personal veo en ellos una cuna inmensa de nuevas preguntas y
respuestas que están esperando a ser encontradas y exploradas ,y quien sabe
quizá en ellos encontremos la pieza faltante para responder el ¿de dónde
venimos ?
BIBLIOGRAFIA
Stephen w. Hawking; El universo en una cascara de nuez ; ISBN 9788484322931;
224 págs.
Thorne, kip s.; agujeros negros y tiempo curvo; ISBN 9788474236972
Garfinkle, d. & garfinkle, r. (2010). El universo en tres pasos. Del sol a los agujeros
negros y el misterio de la materia oscura ; Madrid España: critico SL