¿Qué son los agujeros negros y por qué es tan importante entenderlos?

Agujeros negros: gigantes, famosos, poderosos, pero desconocidos.

Estos titanes del universo parecen cautivar cada vez más la imaginación de las personas, fuera de los académicos que los estudian.

Los avances en el campo solo hacen que cada vez existan más interesados en ellos y el avance de la ciencia solo alimenta esa fascinación.

Pero, ¿qué son realmente?, ¿cuáles son sus principales características y qué podemos esperar de saber más de ellos?

BioBioChile conversó al respecto con Bernardita Ried, licenciada en Astronomía y en Física de la Universidad de Chile, quien actualmente cursa el magíster en Ciencias mención Físicas en la misma casa de estudios y es divulgadora del Centro de Excelencia en Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA)

Lee el diálogo a continuación

– ¿Qué son los agujeros negros?

Para entender qué son los agujeros negros debemos primero entender la teoría de la relatividad general planteada por Albert Einstein.

Esta nos dice que el tiempo y espacio se distorsionan, por ende la gravedad, cuando un objeto presenta masa.

Los agujeros negros serían en particular estos objetos que son muy masivos, pero al mismo tiempo su masa está concentrada en un punto muy pequeño.

Es decir, hay una densidad muy mayor que hace que el espacio y tiempo alrededor de el se distorsionen de tal manera que una vez que te acercas lo suficiente, en un radio específico que va a depender de la masa de este agujero negro, ya nada podrá escapar. Caerá a el y eso también incluye a la luz.

– ¿Cómo se forman?

Los agujeros negros se pueden formar de diferentes maneras, pero la más común es cuando una estrella con mucha masa llega al punto final de su vida.

Esta fusiona sus elementos más livianos en más pesados y llega un punto donde su masa está concentrada en un tamaño tan pequeño que colapsa.

Ahí hace este mismo efecto de distorsionar tanto el tiempo y espacio alrededor que se generaría un agujero negro cuando esta tiene una explosión que llamamos supernova.

Hay varios tipos de agujeros negros.

– ¿Dónde se puede encontrar agujeros negros?

Los podemos encontrar en cualquier parte donde haya muerto una estrella lo suficientemente masiva.

También en el centro de galaxias, que las llamamos galaxias con núcleo activo.

– ¿Cuáles son sus principales características?

No dependen del material del que están compuestos. Simplemente es materia, átomos, que están tan apretados que finalmente distorsionan tiempo y espacio, por ende no necesitan tener un mínimo de masa, sino que cierta cantidad muy concentrada.

Esta es una de las principales características que conocemos, pero como no tenemos acceso a uno, porque es prácticamente imposible tener uno al frente, podemos teorizar respecto a las características que pueden tener.

Por ejemplo, podemos pensar que están rotando o que tienen carga. Eso es algo que aún no se ha podido determinar.

– ¿Cómo calificaría usted para la humanidad y la ciencia el descubrimiento en 2019 del Telescopio del Horizonte de Sucesos, que produjo la primera fotografía de un agujero negro (Messier 87)?

Es un hito determinístico para lo que es la astronomía, porque los agujeros negros han sido teóricos por muchos años, desde que la teoría general de la relatividad se planteó.

Cuando hablamos de la imagen no estamos observando directamente el agujero negro, sino que el disco de acreción, el material que está orbitando alrededor, cuando se acerca, y que está muy caliente, por lo que emite una luz muy fuerte.

Este es un agujero muy grande en el centro de una galaxia.

Además, marca un precedente porque nos empezamos a dar cuenta que necesitamos colaborar con muchos otros científicos para poder obtener este tipo de imágenes.

Para lograr las resoluciones que se vieron se tuvo que usar tres copias (de material) de todas partes del mundo.

– ¿Qué podría ganar la humanidad con un mejor entendimiento de los agujeros negros?

La humanidad podría ganar muchas cosas y la principal es el entender primero cómo funciona la gravedad.

Tenemos una idea de qué es la gravedad, pero a medida que nos vamos adentrando en el detalle nos damos cuenta que puede ser más compleja de lo que creíamos.

Los agujeros negros son excelentes observables, ejemplos para observar casos críticos.

También nos servirían para entender las partículas porque siempre en entornos extremos, como un agujero negro, un acelerador de partículas, altas o bajas temperaturas, empezamos a ver un comportamiento muy anormal.

Nos dan una idea de cómo funciona el universo, desde la perspectiva de la física y la astronomía.

Entender los agujeros negros también se ha planteado que podría llevarnos a entender la materia oscura, esa materia que creemos que está en el universo, pero que no podemos observar.

Existe la posibilidad que en el origen del universo pequeños agujeros negros, que llamamos primordiales, tal vez se formaron pero perdieron un poco de masa con el tiempo, mediante una radiación que tendrían, teóricamente, y que por eso no los podemos observar hoy en día.

Suena abstracto, pero todo esto tiene cabida en la realidad.

Por ejemplo, la relatividad general es importante para el uso de GPS.

Sin ella nuestra orientación espacial estaría muy mal y no podríamos usar teléfonos para orientarnos en la ciudad, por ejemplo.