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Las Sinfonías de los Agujeros Negros binarios

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (24)

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Lo que nos cuentan Kip S. Thorne y  otros especialistas en Agujeros negros nos posibilitan para entender algo mejor los mecanismos de estos extraños objetos que aún esconden misterios que no hemos sabido resolver. Está claro que muchas de las cosas que sobre agujeros negros podemos leer, son en realidad, especulaciones de cosas que se deducen por señales obervadas pero que, de ninguna manera, se pueden tomar como irrefutables verdades, más bien, las tomaremos como probables o muy probables de acuerdo a los resultados obtenidos de muchos experimentos y, ¿por qué no? de muchas horas de prácticas teóricas y pizarras llenas de ecuaciones que tratan de llegar al fondo de un saber que, desde luego, nos daría la clave de muchas cuestiones que en nuestro Universo son aún desconocidas.

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En el corazón de una galaxia lejana, a más de 1.000 millones de años-luz de la Tierra y hace 1.000 millones de años, se acumuló un denso aglomerado de gas y cientos de millones de estrellas. El aglomerado se contrajo gradualmente, a medida que algunas estrellas escapaban y los 100 millones de estrellas restantes se hundían más hacia el centro. Al cabo de 100 millones de años, el aglomerado se había contraído hasta un tamaño de varios años-luz, y pequeñas estrellas empezaron, ocasionalmente, a colisionar y fusionarse, formando estrellas mayores. Las estrellas mayores consumieron su combustible y luego implosionaron para formar agujeros negros; y, en ocasiones, cuando dos de estos agujeros pasaban uno cerca del otro, quedaban ligados formando pares en los que cada agujero giraba en órbita alrededor del otro.

Cuando se forma un par de agujeros negros binarios semejantes, cada agujero crea un pozo profundo (intensa curvatura espacio-temporal) en la superficie insertada y, a medida que los agujeros giran uno en torno al otro, los pozos en órbita producen ondulaciones de curvatura que se propagan hacia afuera a la velocidad de la luz. Las ondulaciones forman una espiral en el tejido del espacio-tiempo en torno al sistema binario, muy semejante a la estructura espiral del agua que procede de un aspersor de cesped que gira rápidamente. Los fragmentos de curvatura forman un conjunto de crestas y valles en espiral en el tejido espacio-temporal.

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Puesto que la curvatura-espaciotemporal es lo mismo que la gravedad, estas ondulaciones de curvatura son realmente ondas de gravedad, u ondas gravitatorias. La Teoría de la Relatividad General de Einstein predice, de forma inequívoca, que tales ondas gravitatorias deben producirse siempre que dos agujeros negros orbiten uno en torno al otro.

Cuando parten hacia el espacio exterior, las ondas gravitacionales producen una reacción sobre los agujeros de la misma forma que una bala hace retroceder el fusil que la dispara. El retroceso producido por las ondas aproxima más los agujeros y les hace moverse a velocidades mayores; es decir, hacen que se muevan en una espiral que se cierra lentamente y hace que se vayan acercando el uno hacia el otro. Al cerrarse la espiral se genera poco a poco energía gravitatoria, una mitad de la cual va a las ondas y la otra mitad va a incrementar las velocidades orbitales de los agujeros.

El movimiento en espiral de los agujeros es lento al principio; luego, a medida que los agujeros se acercan, se mueven con mayor velocidad, radian sus ondulaciones de curvatura con más intensidad, y pierden ene´rgía y se cierran en espiral con más rapidez. Finalmente, cuando cada agujero se está moviendo a una velocidad cercana a la de la luz, sus horizontes se tocan y se fusionan. Donde una vez hubo dos agujeros, ahora sólo hay uno.

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El horizonmte del agujero giratorio queda perfectamente liso y con su sección ecuatorial circular, con la forma descrita precisamente  por la solución de Kerr a la ecuación de campo de Einstein. Cuando se examina el agujero negro liso final, no hay ningún modo de descubrir su historia pasada. No es posible distinguir si fue creado por la coalescencia de dos agujeros más pequeños, o por la implosión directa de una estrella supermasiva construida por materia, o por la implosión directa de una estrella constituida por antimateria. El agujero negro no tiene “pelo” a partir del cual se pueda descifrar su historia.

Sin embargo, la historia no se ha perdido por completo: ha quedado un registro codificado en las ondulaciones de la curvatura espacio-temporal que emitieron los agujeros coalescentes. Dichas ondulaciones de curvatura son muy parecidas a las ondas sonoras de una sinfonía. De la misma forma que la sinfonía está codificada en las modulaciones de las ondas sonaras (mayor amplitu aquí, menor allí), también la historia de la coalescencia está codificada en modulaciones de las ondulaciones de curvatura. Y de la misma forma que las ondas sonoras llevan su sinfonía codificada desde la oequesta que la produce hasta la audiencia, también las ondulaciones de curvatura llevan su historia codificada desde los agujeros fusionados hasta los rincones más lejanos del Universo lejano.

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Las ondulaciones de curvatura viajan hacia afuera por el tejido del espacio-tiempo a través del conglomerado de estrellas y gas del que nacieron los agujeros. El aglomerado no absorbe las ondulaciones ni las distorsiona en absoluto; la historia codificada de las ondulaciones permanece perfectamente invariable, se expanden hacia el exterior de la galaxia madre del aglomerado y el espacio intergaláctico, atraviesan el cúmulo de galaxias del que forma parte la galaxia progenitora, luego siguen atravesando un cúmulo de galaxias tras otro hasta llegar a nuestro propio cúmulo, dentro del cual está nuestra Vía Láctea con nuestro Sistema Solar, atraviesan la Tierra, y continúan hacia otras galaxias distantes.

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Claro que, en toda esta historia hay un fallo, nosotros, los humanos, aún no somos lo suficientemente hábiles para haber podido construir aparatos capaces de detectar y oir las sinfonías  mencionadas con entusiamos por el Sr. Thorne y, que según el cree, son mensajes que nos traen esas ondas de gravedad de los agujeros negros binarios. Es como si no pudiéramos oir esa hermosa sinfonía que nos mostraría un nuevo Universo por nosotros desconocido. Ahora sabemos que por medio de potentes telescopios podemos conocer lo que es el Universo, podemos observar galaxias lejanas y estudiar cúmulos de galaxias o de estrellas y captar las imágenes de bonitas Nebulosas, todo eso es posible gracias a que al captar la luz que emitieron esos objetos cosmológicos hace decenas, cientos, miles o millones de años como señal electromagnética que viajando a la velociodad de c, hace posible que podamos ver lo observado como era entonces, en aquel pasado más o menos lejano. De la misma manera, se cree que, las ondas gravitatorias emitidas por estos objetos misteriosos, se podrán llegar a captar con tal claridad que nos permitirá saber de otra faseta (ahora) desconocida del Universo, y, sobre todo, podremos entender el pasado de esos densos objetos que, de momento, nos resultan exóticos y también extraños.

emilio silvera


  1. Detección de Ondas Gravitatorias a través de Pulsars. | Pablo Della Paolera, el 11 de julio del 2013 a las 19:28

    [...] galaxias se fusionan, sus agujeros negros (AN) tienden a unirse mientras giran como un sistema de AN binario[2] (ANB). Según la Mecánica Clásica[3], los planetas describen órbitas que son secciones [...]

  2. Esa maravilla que llamamos Conciencia. ¿Hasta donde… : Blog de Emilio Silvera V., el 28 de enero del 2014 a las 5:31

    [...] Clasificado en conciencia    ~    Comments (0) « Las Sinfonías de los Agujeros Negros binarios ¿Que hay el núcleo de un Púlsar? ¿Existen estrellas de Quarks-Gluones? [...]

 

  1. 1
    Crusellas
    el 14 de marzo del 2010 a las 22:30

    Apasionante este post. La imaginación se desborda ante semejante puesta en juego de tales energías y singularidades cósmicas. Y la exposición amena y subyugante, como una buena novela negra, esperando se desvelara el final del acercamiento de los agujeros negros mientras retuercen, desbaratan y hacen añicos el espacio-tiempo.

    No sé si has reparado, querido Emilio, que parece haber una velada ley -esto que voy a decir tiene mucho de lúdica divagación, no quiero que se saquen de contexto mis palabras- por la cual, cualquier posibilidad teórica, tarde o temprano se nos muestra en un acontecimiento físico, real.

    La curvatura de la luz debido a la deformación que la masa produce en el espacio-tiempo, fue una impecable demostración teórica de la mano de Einstein, pero muchos científicos adujeron que jamás podría comprobarse. En 1919, sir Arthur Eddington demostró con las fotografías tomadas durante el famoso eclipse del 29 de mayo que la masa del Sol curva la luz de las estrellas cercanas.

    También los agujeros negros eran una consecuencia teórica de la Relatividad, pero que jamás podría comprobarse si existía alguno. Bueno, a día de hoy no sólo es evidente que existen, sino que poco a poco se descubren fenómenos asociados a ellos que se pensaba jamás se darían en un mundo real, como es el caso de los agujeros negros asociados que nos relatas en el post de hoy.

    Lo cual me trae a la mente el famoso argumento ontológico de San Anselmo de Canterbury (aunque la idea era de Avicena) que más o menos venía a decir que si algo puede ser imaginado entonces debe existir. Aunque él sólo pretendía usar este argumento para demostrar la existencia de Dios, indefectiblemente trae aparejado todo lo demás. Y yo me permito coger el rábano por las hojas para dejar caer este comentario sin más afán que el de la amigable tertulia y el de la imaginación volando libre.

    Que a veces también está bien elucubrar sin mayores aspiraciones. Sólo como ejercicio necesario para la cordura.

    Un cordial saludo.

    Responder
    • 1.1
      emilio silvera
      el 15 de marzo del 2010 a las 9:35

      Estimado amigo Crusellas, ¿qué haríamos sin la imaginación?, en este mundo en el que nos ha tocado vivir, si de vez en cuando no podemos evadirnos y pensar en otras cuestiones (como la ciencia, por ejemplo) ¿cómo podríamos alimentar nuestras inquietudes?. Y, además, dices muy bien, aunque sea en ese tono coloquial de charla entre amigos, si imaginamos algo ese algo puede, más adelante, hacerse una realidad. Así llevamos ya más de dos mil años, imaginando cosas que más más tarde o temprano hacemos materiales.

      Un fuerte abrazo querido amigo.

      Responder
  2. 2
    Zephyros
    el 15 de marzo del 2010 a las 3:24

    Trato de imaginar la situación, dos agujeros negros en danza de la muerte hasta que se fusionan en uno solo. Pero comenta Emilio que cuando casi están a punto de rozarse llevan una velocidad extraordinaria cercana a la velocidad de la luz, empiezan más despacio y supongo que por conservación del momento angular van cada vez más deprisa en su giro, cual bailarina de patinaje artístico que recoge los brazos previamente abiertos. Y yo me quiero parar justo cuando empieza el roce de ambos agujeros negros, no quiere decir que el reto del baile no sea interesante, es que me resisto a pensar que se funden en uno solo perfectamente esférico sin historia (aunque esta historia no nos puede llegar por ser lo que son)

    Para imaginar la situación, como es obvio, no me baso en ninguna ecuación, pero una vez empiezan a rozar la gran cantidad de energía que poseen gracias a su velocidad de giro al fusionarse debe convertirse en algo. No se lo duro que puede ser un AN, sí se que es denso extremadamente denso, pero imaginando lo que le pasaría a dos esferas formadas por una especie de plasma que giran y se funden, lo lógico es pensar que se formaría una especie de deformación ondulante por todo el agujero negro resultante que lo deformaría de manera oscilatoria. Es decir, una onda sobre el propio agujero negro, una gran ondulación que giraría a enorme velocidad y que con el tiempo podría irse atenuando (no se cómo)

    Esa onda que podría ser como una ola, y no se cuántos armónicos más, harían que el AN tuviera una instantánea tipo huevo, ovoide.

    Pero claro es mi imaginación frente las soluciones del tal Kerr, a no ser que esa solución sea solución para después de mucho tiempo y la furia se haya calmado.

    Realmente lo que me llama la atención del tema es que la fusión entre los dos AN debe absorber una enorme cantidad de energía que viene de la velocidad de las partes y que no se si toda se utiliza en velocidad de rotación del AN resultante. En ese caso habrá AN’s que giren algo y otros AN’s que giren a velocidades cercanas a c.

    Pero claro, ahí me surge otra duda esta vez de física básica, sabemos que la velocidad tangencial (la de un punto en la superficie deun cuerpo que gira) es proporcional a la velocidad angular y al radio, es decir, si la velocidad angular es grande la tangencial también, y si el radio crece la velocidad de la superficie también. En este caso si ya tenemos un supuesto AN (que lo mismo me equivoco y tras el choque no gira a gran velocidad cercana a c) y ese AN gira a casi c, existiría un límite de crecimiento, es decir, si sigue tragando materia por ejemplo de los alrededores su radio aumenta (¿o no?) y la velocidad tangencial en la superficie podría superar c, pero claro, lo mismo estoy pensando primero que son “blandos” y luego que son rígidos perfectos. Tengo que ller más de estas cosas para no elucubrar sin base…

    Responder
    • 2.1
      Zephyros
      el 15 de marzo del 2010 a las 11:28

      Edito: el último párrafo ni lo leáis, no estuve muy fino. Si aumenta la masa y el radio debe disminuir la velocidad angular para mantener el momento. Fallo mío por escribir de madrugada. Sorry.

      Aprovecho para agradecer la respuesta de Emilio que se lee acontinuación.

      Responder
    • 2.2
      kike
      el 15 de marzo del 2010 a las 11:52

      Sin que me debas hacer mucho caso, creo haber leido que cuando dos a.n. se fusionan, el  diámetro del nuevo dependerá de la masa aquirida, ya que según esa masa, el horizonte de sucesos del a.n. aumentará proporcionalmente. Como norma se estima que el horizonte de sucesos de un a.n. debe ser como máximo igual al radio o al diámetro que ocupara en con su masa una estrella; en el caso de fusión de dos agujeros negros, y suponiendo que ambos procedieran de una estrella colpasada, su radio o diámetro no sería mayor de cuatro veces el diámetro de las estrellas originarias.

      Profundizando un poco en el tema, hay un detalle que para un profano como mi persona presenta bastantes incógnitas; una de las cuales es el hecho de que si debemos pensar que un a.n. tiene una densidad casi infinita (Que no lo deberá ser), cuando se juntan dos a.n., esa densidad debe doblarse, y por lo tanto…¿Como se come eso?; ¿como se pueden sumar dos medidas que se supone son extremas?

      Bueno, tengo faena, hasta luego.

      Responder
      • 2.2.1
        Zephyros
        el 15 de marzo del 2010 a las 12:17

        Como dice Emilio, con otras palabras y mejor, el tema de los AN’s se escapa de nuestros pensamientos mundanos o terrenales cotidianos. De todas formas siguiendo la línea más clasicista que otra cosa y de objetos ordinarios, en vez de extraordinarios, el aumento de masa no tiene porqué implicar aumento de densidad. Sí de volumen, a no se que restrinjamos el volumen a costa de aumentar la densidad.

        Responder
        • 2.2.1.1
          emilio silvera
          el 16 de marzo del 2010 a las 13:18

          Asi rerulta ser: la misma densidad y mayor volumen.

      • 2.2.2
        emilio silvera
        el 16 de marzo del 2010 a las 13:15

        Estimado amigo Kike, me asomo un momento (estoy hasta el cuello de trabajo), y cuando leo tu comentario que est´´a acertado en algunas cuestiones, me paro en lo de la pregunta que haces de que densidad seria la de los dos agujeros fusionados. ¡La misma!

        Con mas tiempo lo leere todo y comentaremos todas las dudas (las mias, tambien).

        Un saludo amigo.

        Responder
  3. 3
    emilio silvera
    el 15 de marzo del 2010 a las 9:48

    Estimado amigo Zephyros, cuando se habla de Agujeros negros y, sobre todo de singularidades, no todos los fíosicos las tienen todas consigo y, tus elucubraciones sobre los fenómenos que ahí pudieran estar presentes son, los mismos, que se hacen muchos de la profesión.

    El agujero negro masivo y rotatorio siempre se engulle cualquier clase de materia que pueda traspasar esa línea prohibida de irás y no volveras, y, en cuando a la fusión, no siempre lo hacen. Resulta que de vez en cuando, cuando ambos agujeros negros giran nde manera violenta en sentidos contrarios, cuando al fín llegan a tocarse, la violencia de sus enormes velocidad contrarias los despiden y los aleja separándolos e impidiendo la fusión en un sólo agujero negro. De esa manera, quedan cada uno de ellos en lugares distintos del espacio conformando sus propios dominios de gravedad atractiva y tragándose literalmente bien sean estrellas, nubes esterlares o cualquier objeto que pase cerca de sus dominios.

    Lo de los extraños agujeros negros no es una materia fácil y, desde luego, de ellos, nos queda muchísimo por aprender. Fijate que Roger Penrose, por ponerte un ejemplo de lo que de ellos podríamos esperar en sentido positivo, hizo todos los cálculos precisos y, averiguó que en el disco de acreción del Agujero que se mueve de manera vertiginosa a su alrededor, hay una zona de la que, tranquilamente y sin peligro alguno, podríamos extraer toda la energía que necesitáramos. Claro que tal hazaña, de momento no está a nuestro alcance pero, ¿Y mañana?

    Swería una buena solución para abastecernos de ese bien tan preciado y necesario que llamamos energía y que tan cara nos resulta en casa cuando nos llega el recibo de la luz.

    Un saludo cordial

    Responder
  4. 4
    kike
    el 15 de marzo del 2010 a las 11:36

    Como dice Crusellas, este artículo de Emilio (Como la mayoría) es la síntesis de la ciencia explicada al profano de manera fácil y entendible, incluso con ciertos toques de lirismo, humanismo y filosofía, que en su conjunto hacen que los comentarios de nuestro maestro Emilio sean tan apreciados; es una verdadero deleite el poder leer con buena dosis de compresión ciertos aspectos de la astrofísica, física de partículas y astronomía en general, que si fueran leidos de artículos profesionales no serían entendidos en su mayor parte por los aficionados; ese es uno de los muchos méritos de Emilio ; y que conste que no es peloteo barato, es un necesario reconocimiento ante este hombre singular, que para muchos de nosotros no tiene precio.

    Responder
    • 4.1
      ozzy
      el 17 de marzo del 2010 a las 11:05

      Digo como kike,

      Gracias Emilio por tus explicaciones tan claras.

      Tu me has creado ese interes acercandome tus conocimientos.

      Responder
    • 4.2
      Javier
      el 22 de julio del 2010 a las 17:40

      Respecto de Emilio, como bien dice Kike, no tiene precio (para todo lo demás está Master Card).
      Pero no quisiera dejar de destacar tambien lo mucho que me ayuda a comprender un poco mas los temas tratados por Emilio, cuando en los comentarios aparecen tipos como Zephiros y Kike planteando en alta voz sus inquietudes, dudas, ideas o pensamientos. Tal el caso de lo sucedido en este apartado. Ojalá aparecieran mas seguido.
      Un cordial saludo.

      Responder
  5. 5
    emilio silvera
    el 16 de marzo del 2010 a las 15:57

    ¡Hombre, Kike! que me poner colorado.

    Sigamos hablando de los agujeros negros que, desde luego, es un tema de nunca acabar de tantos giros y parámetros a los que podemos echar mano para comentar. ¿Cómo puede un agujero negro actuar como un giróscopo? Está claro que si el agujero gira rápidamente, su comportamiento es similar al de un gisróscopo. La dirección del eje de giro permanece siempre firmemente fija e inalterada, y el remolino creado por el giro en el espacio próximo al agujero permanece siempre firmemente orientado en la misma dirección.

    Los físicos Bardeen y Petterson demostraron mediante un cálculo matemático que este remolino en el espacio próximo al agujero debe agarrar la parte interna del disco de acreción y mantenerlo firmemente en el plano ecuatorial del agujero; y debe hacerlo así independientemente de cómo esté orientado el disco lejos del agujero. A medida que se captura nuevo gas del espacio interestelar en la parte del disco distante del agujero, el gas puede cambiar la dirección del disco en dicha región, pero nunca puede cambiar la orientación del disco cerca del agujero. La acción giroscópica del agujero lo impide.

    Sin la solución de Kerr a la ecuación de campo de Einstein, esta acción giroscópica hubiera sido desconocida y habría sido imposible explicar los cuásares. Con la solución de Kerr a mano, los astrofísicos de mitad de los años setenta estaban llegan a una explicación clara y elegante. Por primera vez, el concepto de un agujero negro como un cuerpo dinámico, más que un simpre “agujero en el espacio”, estaba jugando un papel central en la expolicación de las observaciones de los astrónomos.

    ¿Qué intensidad tendrá el remolino del espacio cerca de un agujwero gigante? O dicho de otra manera ¿cual es la velocidad de rotación del agujero gigante? También fue James Bardeen quien nos dio la respuesta: demostró matemáticamente que la acreción de gas por el agujero debería hacer que el agujero girase cada vez más rápidamente. Cuando el agujero hubiese engullido suficientemente gas en espiral para duplicar su masa, el agujero debería estar girando casi a su velocidad máxima posible, la velocidad más allá de la cual las fuerzas centrífugas impiden cualquier aceleración adicional. De este modo, los agujeros negros gigantes deberían tener típicamente momentos angulares próximos al valor máximo.

    ¿Podeis pensar por un momento en dos agujeros negros gigantes girando uno alrededor del otro? ¿qué enormes procesos podrían estar ahí presentes? De hecho, los astrónomos han estudiado un objeto que se denomina 3C273 a cuyo enorme brillo no han encontrado explicación y ha estado fluctuando durante los últimos setenta años. Su emisión de luz había cambiado sustancialmente en períodos tan cortos como un mes. Esto significa que una gran porción de la luz procedente de 3C273 debe proceder de una región más pequeña que la distancia que la luz recorre en un mes, es decir, más pequeña que 1 “mes-luz”. (Si la región fuera mayor, entonces no habría modo de que ninguna interacción que viaje, por supuesto, a una velocidad menor o igual que la de la luz, pudiera hacer que todo el gas emitido aumentase su brillo o se atenuase simultáneamente dentro del margen de un mes.)

    Lass implicaciones eran extraordinariamente difíciles de creer. Este extraño cuásar, este 3C273, estaba brillando con un brillo 100 veces mayor que las galaxias más brillantes del Universo; pero mientras que las galaxias producen su luz en regiones de un tamaño de 100.000 años-luz, 3C273 produce su luz en una región al menos un millón de veces más pequeña en diámetro y 10¹⁸ veces más pequeño en volumen: sólo un mes-luz o menos. La lus debe proceder de un objeto gaseoso masivo compacto que está calentado por una máquina enormemente poderosa. La máquina resultaría ser finalmente, con muy alta seguridad, un agujero negro gigante.

    Lo dicho amigos, hablar de estos extraños objetos de los que nos queda tanto por aprender, es sumergirse en un mundo fantástico de cosas “imposibles” que no siempre llegamos a comprender.

    Responder
  6. 6
    emilio silvera
    el 16 de marzo del 2010 a las 16:55

    Los aportes de energía para los cuásares y radiogalaxias son verdaderamente tan asombrosos que obligaron a los astrofísicos de mediados de la década de los setenta, a examinar todas las fuentes concebibles de energías en busca de una explicación posible y, de la misma manera que hoy mismo, todos los datos obtenidos apuntan hacia los agujeros negros gigantes, supermasivos de muchos millones de masas solares.

    La energía química (la combustión de la gasolina, petróleo, carbón o dinamita), que es la base de la civilización humana, era claramente insuficiente. La eficiencia química para convertir masa en energía es sólo de 1 parte por 100 millones (1 parte por 10⁸). Para activar el gas radioemisor de un cuásar se necesitarían por lo tanto 10⁸ x 10⁷ = 10¹⁵ masas solares de combustible químico, 10.000 veces más combustible que el contenido en toda nuestra Vía Láctea. Esto parecía totalmente irrazonable.

    La energía nuclear, la base de la bomba de hidrógeno y del calor y la luz del Sol, parecían tener sólo un papel marginal como forma de activar un cuásar. La eficiencia del combustible nuclear para la conversión de masa en energía es aproximadamente de un 1 por 100 (1 parte en 10²), de modo que un cuásar necesitaría 10² x 10⁷ = 10⁹ (1.000 millones) masas solares de combustible nuclear para activar los lóbulos radioemisores. Y estos 1.000 millones de masas solares sólo serían suficientes si el combustible nuclear fuese consumido completamente y la energía resultante fuese convertida completamente en campos magnéticos y energía cinética de electrones a alta velocidad.

    La combustión completa y la conversión completa en energía parecía altamente improbable. Incluso con máquinas cuidadosamente diseñadas, los seres humanos raramente alcanzan más de algunos tantos por 100 de la conversión de la energía del combustible en energía útil, y la naturaleza, sin diseños cuidadosos, muy bien podría hacerlo peor. Por lo tanto, 10.000 millones o 100.ooo millones de masas solares de combustible nuclear parecía una cantidad más razonable.

    Ahora bien, aunque esto es menos que la masa de una galaxia gigante, no está muy por debajo de ella, y no estaba claro como la naturaleza podría conseguir la conversión de la energía nuclear del combustible en energía magnética y cinética. Por lo tanto, el combustible nuclear era una posibilidad, pero no muy probable.

    La aniquilación de materia con antimateria podría dar una conversión del 100 por 100 de masa en energía, de modo que 10 millones de masas solares de antimateria aniquilándose con 10 millones de masas solares podrían satisfacer las necesidades de energía de un cuásar. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos de los astrónomos por encontrarla, no hay evidencia de que la antimateria exista en el Universo en estado natural, ya que, la única que pueda existir ha sido creado por nosotros de manera artificial en los aceleradores de partículas, y, de todas las maneras, si fuese posible que tales cantidades de materia y antimateria se aniquilaran, la energía resultante saldría en la forma de rayos gamma.

    Otra posibilidad que nos queda es la Gravedad. La implosión de una estrella normal para formar una estrella de neutrones o un agujero negro podría concebiblemente convertir el 10 por 100 de la masa de la estrella en energía magnética y energía cinética, aunque la forma precisa no está clara. Si pudiera hacerlo así, entonces las implosiones de 10 x 10⁷ = 10⁸ (100 millones) de estrellas normales podrían proporcionar la energía de un cuásar, como lo haría la implosión de una sola hipotética estrella supermasiva 100 millones de veces más pesada que el Sol. [la idea correcta, que el agujero negro gigantesco producido por la implosión de una estrella supermasiva semejante podría ser la máquina que activa el cuásar, no se le ocurrió a nadie por aquellos años en que la idea de los agujeros negros era aún muy pobre y, ni Weeler había acuñado siquiera el término agujero negro. Salpeter y Zel´dovich todavía no habían advertido que el gas que cae hacia un agujero negro podría calentarse y radiar con gran eficiencia. Penrose no había descubierto aún que un agujero negro puede almanacenar hasta un 29 por 100 de su masa como energía rotacional, y liberarla. La edad de oro de la investigación en agujeros negros todavía no se había alcanzado].

    La idea de que la implosión de una estrella para formar un agujero negro podría activar a los cuásares suponía una separación radical de la tradición. Esta era la primera vez que los astrónomos y los astrofísicos habían sentido la necesidad de apelar a efectos de la relatividad general para explicar un objeto que estaba siendo observado. Hasta entonces, los relativistas habían vivido en un mundo y los astrónomos y astrofísicos en otro, sin apenas comunicación. Fue Einstein quien los unió y, desde luego, la asociaciópn no ha podido ser más fructífera.

    Está claro que, para finalizar este interminable comentario, ahora tendría que nombrar aquí a muchos científicos, contar muchas anécdotas entre las que destacaría aquella en la que Papapetrou, uno de los más destacados relativistas de la época, en una conferencia mundial con la asistencia de los mejores en estas ciencias, destacó, con profundo sentimiento, la labor de Keer y la importancia de su hazaña. Él, sin ningún éxito, había tratado, durante treinta años, de encontrar una solución similar a la suya sin conseguirlo, como habían hecho otros muchos relativistas.

    Bueno, seguiremos hablando de todo esto.

    Responder
  7. 7
    emilio silvera
    el 16 de marzo del 2010 a las 17:14

    El administrador me tiene dicho que haga los comentarios aparte y después los pasé aquí pero, mi impaciencia, me hace contestar a otros comentarios o hacerlos de manera directa aquí y los envío hasta sin repasar, y, así me pasan cosas como lo que arriba podeis ver.

    No se lo que habrá ocurrido. Sin embargo, para solucionarlo y que lo podais leer he llamado al Administrador de la página (que se denomina Shalafi y es Ingeniero informático) para que, si puede, trate de arreglar el galimatías que, sin saber como, he creado en el comentario anterior.

    perdonad la molestia de no poder leerlo -de momento- es muy interesante, cuando el Administrador esté libre, tratará de solucionarlo.

     

    Responder
  8. 8
    Shalafi
    el 16 de marzo del 2010 a las 18:01

    Ya está todo solucionado.

    El problema es que si se escriben los comentarios previamente en el Microsoft Word (como ha hecho don Emilio) y luego se copia y pega aquí, el Word “mete” información extra que sólo él sabe manejar, y por tanto en la web se muestra como irreconocible. Lo ideal es usar un editor de texto plano como el Bloc de notas (notepad) o escribir el comentario directamente desde aquí.

    Recuerdo que si se desea introducir superíndices o subíndices puede hacerse desde los iconos que se encuentran sobre el área de texto para escribir los comentarios. Son los botones con las imágenes X2 y X2. También se pueden introducir carácteres especial con el botón Ω.

    Saludos

    Responder
  9. 9
    Emilio Silvera
    el 23 de febrero del 2011 a las 8:37

    He vuelto a poner esta página del pasado por el diálogo tan sabroso que generó y las muchas ideas que despertó en los comensales. ¡Los agujeros Negros! Esos diablos del Cosmos que disparan nuestra imaginación y nos transporta hacia regiones desconocidas que, cada cual, construye en su mente a su particular manera y, así se forjan extraños lugares imaginarios que seguramente, nunca podrán existir. Sin embargo, nuestros pensamientos, imparables, ante tales retos a la comprensión, desbocados y haciendo uso de todos sus recursos, forja y crea soluciones y maneras imaginativas de entablar un diálogo con ese “universo” que por extraño y desconocido nos atrae como los Gluones a los Quarks. ¡Queremos saber!

    Todos hemos podido fantasear alguna vez con viajar en una nave que, dirigida hacia el centro del A.N., esquivando la terrible Gravedad presente en el lugar, pueda burlar el efecto de espaguetización y, tranquila, haga el viaje sin ser molestada por fuerzas externas, de manera tal que, al salir por el lado contrario de ese puente de Einstein-Rosen, nos encontremos en un desconocido y lenao lugar que, incluso podría estar situado en otra galaxia. ¿Quién no soñó alguna vez con uno de estos viajes?

    Si pudiéramos apilar los folios escritos sobre los fenómenos y mecanismos que se han supuesto suceden en los agujeros negros, serían muchas las habitaciones habilitadas para ello y estarían ocupadas por pilas muy juntas que, desde el suelo al techo las acogieran. La teoría se desbordó cuando se dedujo de la teoría de la relatividad general la existencia de estos objetos masivos con campos gravitacionales tan intensos que, ni la luz, podía escapar de ellos. Surgieron entonces, nuevas ecuaciones que nos hablaban de éste “personaje” habitante del Universo. Schwarzschil nos dijo que cuando un objeto se colapsa se convierte en un A.N. cuando su radio se hace menor que un tamaño crítico (conocido como Radio de Schwarzschild) y la luz ya no puede escapar de él.

    Es precisamente la superficie que tiene ese radio la que denominamos “horizonte de sucesos” y nos marca la frontera dentro de la cual está atrapada toda la información. De esta forma, los acontecimientos dentro del Agujero Negro no pueden ser observador desde el exterior. La teoría nos dice que tanto el tiempo como el Espacio se distorcionan dentro del Horizonte de Sucesos y que los objetos colapsan a un único punto: Una Singularidad en el Centro del Agujero.

    Todos los indicios obtenidos de complejas observaciones, nos han demostrado que los agujeros negros pueden tener cualquier masa. Algunos de ellos son muy masivos, auténticos monstruos del Universo con miles de millones de masas solares que, por lo general, están situados en los centros de las Galaxias Activas y, desde luego, no sería yo el que quisiera tener un Apartamento con vistas muy cerca del lugar.

    Como todos sabeis, nunca se han observado Agujeros Negros de manera directa. Sin embargo, sí se han obsergvado estrellas que están perdiendo masa que ceden a grandes chorros hacia un lugar invisible del que surgen ingentes radiaciones de rayos X y también Gamma. Nadie duda a estas alturas que, esos puntos de intensidad extrema y de emisión X, son los Agujeros Negros masivos que pueblan nuestra Galaxia y otras muchas que han podido ser estudiadas.

    Las maneras en las que se pueden presentar los Agujeros Negros, según los estudios realizados, son variadas y, cada una de ellas, presentan sus propias caracterísiticas. Schawarzschil, Kerr, Reissner-Nordström, Weelher, Thorne, Hawking, y tantos otros nos han dejado buenas referencias de cómo pueden ser los agujeros negros que, no por esconder muchos misterios, nos son totalmente desconocidos.

    El tema no puede ser más enigmático y al mismo tiempo nos tienta para que, aunque sea de manera rudimentaria y simple, podamos expresar lo que de estos objetos pensamos y sobre lo que creemos que un día (no creo que demasiado lejano en el tiempo) nos puedan decir.

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  10. 10
    Fabián(Antigil)
    el 23 de febrero del 2011 a las 11:00

    Muy buenas don Emilio, me he ausentado por un tiempo, y tuve que cambiar mi traje, es muy interesante el tema que aquí se trata, yo al tema de los agujeros negros, lo veo casi “literalmente” como dar vuelta a una persona como una media en sus pensamientos y en su forma de concebir sus ideas, o, la manera de ver su mundo consciente o inconscientemente.
    Supongamos por un momento que vivimos en una cierta “dimensión 0” que no es más que un espejismo de nuestro cerebro, está cierta dimensión en la que nos vemos inmersos, se ha construido desde sus cimientos a través de nuestros pensamientos y creencias, de lo que creemos que es la realidad de nuestro Universo; desde esta dimensión lo que podemos apreciar u observar por nuestras mediciones está limitado inevitablemente a nuestras creencias de lo que es la realidad para nosotros mismos.
    Supongamos ahora que podríamos crear un agujero negro en nuestras propias mentes, este hipotético agujero negro nos posibilitaría cambiar nuestra percepción de nuestro Universo, y nos daría vuelta a 360º nuestra forma de pensar con respecto al mundo que nos rodea,  nuestra visión y percepción se podría agudizar al haber salido de la “oscuridad” en la que nos encontrábamos por habernos introducido en este hipotético agujero negro de nuestra mente, saliendo por un agujero blanco que no adentraría a un Universo o dimensión donde todo es más claro, dónde la manera de realizar nuestras mediciones u observar las cosas cambiarían drásticamente. 
    Creo, que no se sería necesario introducirnos a un agujero negro del espacio con una nave para salir de esta “dimensión 0” en la que podríamos estar. Obvio que esto es una hipótesis, espero que no tomen mis palabras por ejemplo como unas “parrafadas” como me ha dicho en un pasado el señor Crussellas que es muy instruido y educado, claro que eso ha quedado en el pasado y, a lo pasado pisado, sin embargo este ejemplo me sirve para desarrollar una idea con respecto a lo que podría suceder al atravesar este hipotético agujero negro de nuestras mentes, podría ser como una especie de catarsis en la que saldría todo lo negativo de nuestras personalidades y, en ese momento se sabría qué clase de persona es uno realmente, lo confundido que se estaba con respecto a muchas cosas de nuestras creencias, y lo que se tendría que cambiar de uno mismo para poder salir bien y sin problemas de algún tipo, tal vez psicológico, por ese agujero blanco hacía la claridad de nuestros pensamientos.
    Debo aclarar que estas ideas, no es más que una manera de poder casi entender de alguna manera y “literalmente” lo que podría ser un agujero negro en realidad, el creer o no en tales cosas corre por cuenta de cada uno, son solo ideas, aunque haya gente que lo pueda entender como “parrafadas”.

    Saludos cordiales amigo Emilio…

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    • 10.1
      emilio silvera
      el 23 de febrero del 2011 a las 12:06

      Lo dicho, ante problemas irresolubles, y temas parcialmente desconocidos, aunque sepamos que existen y están ahí, no podemos tener una sensación placentera sobre los conocimientos que sobre ello tenemos, somos conscientes de que, son muchas las incognitas que nos impiden llegar a conclusiones certeras de la conformación o mecanismos que ahí se puedan generar y el por qué son de esa manera y no de otra cualquiera.
      Esa incertidumbre, ese no saber, nos empuja más y más hacia un viaje de búsquedad de la “verdad”, queremos entender lo que ocurre en las entrañas de los Agujeros Negros, queremos saber que es lo que pasa con la materia que los conforman, ¿en qué se ha convertido a tantísima densidad? ¿Ni la degeneración de los Quarks ha podido frenar la fuerza gravitatoria?
      La falta de respuestas nos lleva a imaginar, y, como bien dices, en nuestras mentes se pueden crear otros mundos y otros universos que, en realidad, aunque no habiendo sido observados  en éste mundo nuestro, podrían muy bien ser ciertos. Claro que, imaginar por imaginar, no creo que nos lleve a ninguna parte, y, la imaginación (`poder crear imágene4s en nuestras mentes), debe estar apoyada por los números que nos garanticen la veracidad y posible realidad de esos pensamientos nuestros.
      No hay que rechazar nada hasta que, comprobado una y mil veces, podemos estar seguros de que el camino iniciado no lleva a ninguna parte, y, entonces, nos dirigimos a otro que sea más prometedor. Recordemos, para seguir adelante que, Einstein, el que nos trajo los Agujeros Negros, siguió caminos que empezaron otros sobre los movimientos relativos (Galileo, las transformaciones de Lorentz, que crean un punto de indeterminación  cuando u = c de naturaleza puramente matemática, que recibirá el nombre de singularidad en la física relativista de Einstein.
      Detalles sobre la deducción de las ecuaciones de Lorentz del teorema de Pitágoras se pueden encontrar en muchos escritos sobre espaciotiempo pero, debemos recordar que, hasta que Einstein descubrió la supuesta verdadera significación de las ecuaciones de Lorentz, éstas eran consideradas un mero juego o artificio matemático. Después, lo que pasó a considerarse una curiosidad matemática fueron las propias teorías de Einstein durante una buena temporada, hasta que aquel eclipse estudiado en Isla Principe por Eddintong, nos dio las garantías de que ertan algo más.
      De la misma manera, que tenemos incognitas y serias dudas en el tema de los agujeros negros, también se tuvieron antes de teorías que hoy están bien asentadas y que, en realidad, han llegado a la categoría de leyes. El no saber de una cuestión a ciencia cierta, no impide que hablemos y especulemos de ello, así, nos permitimos hablar de una Teoría del Todo, del Bosón de Higgs supuestamente situado en ese “vacío” que en realidad está lleno a rebosar, y, tampoco nos quedamos cortos especulando sobre la Mecánica Cuántica, no con lo que sabemos de ella, sino con todo aquello que ignoramos y que, como la Gravedad Cuánrtica (por ejemplo) al parecer, es clave para conocer bien lo que son los Agujeros Negros.
      En fin, amigo Fabian, haces bien en imaginar y crear en tu mente esos posibles “mundos” o “universos” que dentro de los agujeros negros podrían estar presentes. Porque, en realidad, con seguridad, ¿qués es lo que sabemos?
      ¡Ya nos gustaría!
       
       

      Responder
      • 10.1.1
        Fabián(Antigil)
        el 23 de febrero del 2011 a las 13:13

        Muy cierto don Emilio, estoy plenamente de acuerdo con todo lo que ha dicho, realmente, ¿qué es lo que sabemos?.
        A mi entender lo único que debemos tener en cuenta y estar seguros, es el ser consciente de que NO SOMOS EL CENTRO DEL UNIVERO.

        Saludos más que cordiales a todos!.

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        • 10.1.1.1
          emilio silvera
          el 24 de febrero del 2011 a las 9:51

          Eso está muy claro. Sin embargo, más importante es ser conscientes de lo poco que sabemos. El día que conseguimos captar esa realidad, comenzó nuestra andadura, nuestra batalla para desterrar la ignorancia que, siendo mucha, parece que poco a poco vamos reduciendo su ámbito y ganado pequeñas parcelas que nos acercan, cada vez más, al conocimiento de la Naturaleza.
          No somos centro de nada y, desde luego, no tenemos la importancia que nosotros mismos nos queremos dar. El Universo está conformado por muchas piezas y, cada una de ellas, siguiendo la dinámica marcada, realiza su labor para que el Universo resulte ser como lo podemos contemplar.
          Nosotros, seres asentados en un pequeño planeta, también parece que hacemos lo que debemos hacer y, aunque con torpeza en las más de las veces, vamos avanzando y consiguiendo pequeñas victorias.
          Algún día (espero) podremos visitar otras estrellas, otros sistemas solares y, como debe ser, buscaremos otros mundos que, como el nuestro ahora, nos pueda acoger de manera tal que, la Humanidad, se repartirá por distintas regiones del Cosmos y se asentará en mundos dispares. Pasados los siglos, si aún estamos aquí, existirán civilizaciones asentadas en mundos diferentes y tendrán culturas también diferentes, aunque eso sí, el origen de todos estará en la Civilización que surgió del Planeta Tierra.
          Claro que, por el camino, es posible, que nos podamos encontrar con otras especies de distinto origen al nuestro y, si como espero, su Biología está como la nuestra basada en el Carbono, incluso se podría dar el caso de creces de razas distintas para crear al SER Universal.
          Es verdad, no somos el centro de nada y, sin embargo, parece que estamos llamados a ser de cierta importancia en el complejo entramado del Universo. Seguramente sea mi pasión y mi esperanza que, pensando en lo que el Universo tendría que ser, se olvida de lo que, en realidad, es.
          Un saludo cordial.

        • 10.1.1.2
          Fabián
          el 24 de febrero del 2011 a las 10:36

          Como siempre, lleva toda la razón amigo Emilio, primero a lo primero, se debe ser consciente de lo poco que sabemos, eso es indispensable, para que así transitemos el camino del conocimiento de la mejor manera, la base en todo es muy importante, por ejemplo para construir un edificio de tantos pisos, se debe crear una base con ciertas condiciones que soporte el peso de tanta cantidad de pisos, si lo que queremos es que no se nos venga abajo todo lo que hemos construído.
          El decir NO SOMOS EL CENTRO DEL UNIVERSO, es más que una simple frase, y, me parece que lo más lógico, que al ser el universo tan amplio, con tantos planetas, galaxias y estrellas, y, tal vez, con muchas más dimensiones de las que se puede uno imaginar, es que haya muchas más civilizaciones que una sola que se hace llamar así misma como “humanidad”, perdido en el cosmos y en compañía únicamente de su soledad.

          Un cordial saludo.

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