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Las Sinfonías de los Agujeros Negros binarios

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (29)

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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 captadas 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.

                                    Qué son los agujeros negros? - La Tercera

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.

              Dos agujeros negros que se fusionan | Imagen astronomía diaria -  Observatorio

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.

                Los gifs más asombrosos de la NASA | CNN

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 energía 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.

Un paseo por el Cosmos: Los hallazgos más grandes del agujero negro de 2019

El horizonte 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.

Agujero Negro Tragandose Una Estrella GIF | GfycatObservan por primera vez los campos magnéticos de un agujero negro

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 amplitud 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 orquesta 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.

     La sinfonía de los agujeros negros binarios ¿La oirémos algún día? : Blog  de Emilio Silvera V.Agujeros Negros! Esos extraños y exóticos objetos : Blog de Emilio Silvera  V.

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.

                             El Universo! Lleno de sucesos misteriosos : Blog de Emilio Silvera V.

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 oír las sinfonías  mencionadas con entusiasmos por el Sr. Thorne (1) y, que según el cree, son mensajes que nos traen esas ondas de gravedad de los agujeros negros binarios. Es como si no pudiéramos oír 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 velocidad 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 faceta (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) Mucho después de haber escrito esto, se construyeron los ingenios capaces de captar las ondas gravitacionales, y, al Señor Thorne, le dieron el Nobel de Física.

 

  1. 1
    Pedro
    el 21 de agosto del 2022 a las 17:40

    Rematar una de las frases anteriores:
    “Viajar próximo a c, tiene su contrapartida desintegrar todo aquello que lo pretenda emular”
    Y para más inrri:
    “Codearse con la desmesura tiene su contrapartida perder la cordura”
    Saludos

    Responder
  2. 2
    Emilio Silvera
    el 21 de agosto del 2022 a las 18:38

    “Viajar próximo a c, tiene su contrapartida desintegrar todo aquello que lo pretenda emular”

    Si no lo desintegra, si es cierto que causaría trastornos irreparables en el objeto viajero, y, si es un ser vivo…. ¡Mal asunto para el!

    Y la desmesura nos lleva a mal puerto, cierto es. Sin embargo, aquí hablamos de los posibles cambios que en una específica situación podríamos notar, en las cosas, en las personas, e, incluso, en el espacio-tiempo.

    Nos paramos a pensar y nuestro sentido común nos dice que el Tiempo, siempre transcurre a la misma velocidad, de la misma manera. Sin embargo, cuando ola velocidad de la luz en el vacío entra en juego, las cosas cambian. Pero ¿Cómo cambian? Cambian por el hecho cierto de que la velocidad de la luz es mucho más rápida que el transcurrir del Tiempo, ahí reside todo el “misterio”. En uno de los comentarios anteriores lo deje plasmado cuando conté el viaje a Madrid y todo lo que pude realizar en unas pocas horas, todo ello posible a la velocidad en moverme que fue más rápido que lo haría en un día de actividad cotidiana.

    Del Tiempo hablamos y hablamos y nadie sabe (a ciencia cierta) lo que es, de la velocidad de la luz lo tenemos algo más claro, toda vez que, desde hace mucho tiempo los diferentes científicos (aquí dejé constancia de ello), dejaron su impronta y sus experimentos para demostrarnos todas las variantes que se pueden dar en esa maravillosa “luciérnaga”  compuesta por fotones que alumbra los mundos y muchos objetos del Cosmos.

    Así que, la luz siempre jugará con ventaja y del Tiempo, seguiremos observando su transcurrir y estudiando sus posible “variaciones” que, en realidad, sólo son las pruebas de que es adelantado por algo más rápido que él.

    Responder
  3. 3
    Pedro
    el 22 de agosto del 2022 a las 17:29

    Vamos a rizar el rizo:
    Si nos parece muy rápida la velocidad de la luz en 1 seg. ¿Cuan de rápido no será el total del número de interacciones del conjunto del universo en 1 seg?. Es decir ¿Cuanto ímpetu cabe en un segundo cósmico?

      

    Que dos relojes marquen tiempos distintos viene a significar que uno de ellos o bien quiere  adelantar un segundo al segundo o bien demorar un segundo al segundo ,y esto la naturaleza no lo consiente y la cuestión es ¿Al  insolente que le mueve hacer aquello? 
    Conclusión:
    “Definir una magnitud, implica  dos metodologías una que la explique y otra excluya toda insolencia que pueda irrumpir en el apartado de medida.”

    Reloj: “Aquel aparato que cerca al segundo en su margen de error más estrecho.”(Aún más no irrumpa en el nada que le pueda ruborizar).

    Responder
  4. 4
    Pedro
    el 23 de agosto del 2022 a las 4:10

     
        Por cierto espacio y tiempo son dos magnitudes que a pesar de darse la mano son incompatibles entre sí .Me esplico recorrer un espacio implica energía, a diferencia de transcurrir un segundo de tiempo  ¿Cuanta energía implica? A. Diferencia la energía necesaria en un reloj para que cuente un segundo. Por tanto lo rápido de c, y la inexorabilidad del tiempo son incompatibles y menos aún  incomparables.

    Responder
  5. 5
    emilio silvera
    el 23 de agosto del 2022 a las 10:33

    Amigo mío, lo que debemos tener claro es el hecho cierto de que el Espacio y el Tiempo siguen siendo dos enigmas para la Ciencia y para la Filosofía, de ambos que en la relatividad quedan unidos irremediablemente, en realidad, no sabemos esa verdad que tantos han buscado y que ninguno encontró, Así las cosas, el escenario que se nos presente es incierto y, desde luego, se presta a una y mil elucubraciones como la que haces ahora.

    Recuerdo aquel Congreso en Montreal, los Físicos y los Filósofos se desgañitaban discutiendo sobre el Espacio y el Tiempo que tras horas de debate no pudieron concluir en nada aceptable para la Ciencia.
    Pretender ahora nosotros dilucidar esos misterios

    “En del siglo XX, la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad, aunque los esfuerzos han chocado contra la incompatibilidad de principios y de metodología de ambas: en la primera, el indeterminismo y la dualidad onda-corpúsculo, y en la segunda, el determinismo y las partículas puntuales; en una, los fenómenos de la microfísica, en otra la experiencia macro-física y el infinito. Se ha intentado unificar los principios, pero se ha detectado que lo primero que hay que aclarar es el substrato común a ambas teorías, a saber, la estructura subyacente del espacio y tiempo, que es necesario conocer bien para echar los cimientos de una teoría unificada.”

     Pretender ahora nosotros dilucidar esos misterios… ¡No parece factible! Pero, eso sí, podemos dar nuestras opiniones más o menos acertadas.

    Responder
  6. 6
    Pedro
    el 23 de agosto del 2022 a las 16:06

    Vamos a enredar la madeja aún más:
    Resulta que en función de la velocidad relativista de una objeto  este aumenta su masa, buen, en este caso también aumentara la  gasolina en la reserva del mismo. Aquí Houston tenemos un problema: ¿Como parar el vehículo? Salvo  colapso u choque con otros vehiculos.

    Responder
  7. 7
    emilio silvera
    el 23 de agosto del 2022 a las 19:28

    El aumento de masa se comprobó el el Acelerador de partículas cuando, lanzado un haz de muones a velocidad de c, éstos aumentaron su masa diez veces. El fenómeno se puede explicar sólo a grandes velocidades y su versión es racional si tenemos en cuanta que E = mc2 , es decir masa y energía son dos versiones de la misma cosa. Así, al ser la velocidad de la luz en el vacío el límite que impone el Universo, cuando el objeto se acerca a ese límite se ve frenado y, su energía cinética se convierte en masa.

    Amigo mío, la Ciencia nos adelanta siempre. Yo tengo un amigo (se llama Felipe), su padre siempre le decía:

    “Niño, siempre está persiguiendo a la Inteligencia pero, esta es más rápida que tú”

    Muchas veces me acuerdo del razonamiento de aquel buen hombre, y, pienso que, en relación al saber, debemos ser cautos, no hablar nunca con la seguridad de que lo que d4ecimos “va a misa”, sino que, podríamos suavizarlo al poner por delante la palabra: “Podría ser que … tal cuestión fuese de esta manera si…”

    En fin como decía Popper:

    “Cuanto más profundizo en el saber de las cosas, más consciente soy de lo poco que se. Mis conocimientos son limitados, mi ignorancia infinita.”

    Responder
  8. 8
    Pedro
    el 24 de agosto del 2022 a las 12:37

     
    Correcto no sigue aumentando su velocidad ya que su energía cinética se  convierte en mayor masa pero como la masa del combustible sigue aumentando  en la misma proporción el problema sigue siendo el mismo no se detiene en ningún momento, amén de que no llegue nunca a c.
    ¿Un objeto masivo quien le llama al orden? Salvo un colapso u embestir a otros

    Responder
    • 8.1
      Emilio Silvera
      el 25 de agosto del 2022 a las 12:52

      Amigo Pedro:

      El hecho de
      l aumento de la gasolina, tal como están las cosas nos vendría de maravilla. Habrá que buscar la manera de circular un poco más rápido para conseguir el fenómeno. Sin embargo, la experiencia nos dice que si corremos mucho gastamos más combustible… ¡Qué dolor de cabeza!

      Responder
  9. 9
    Aristobulo Pinzón
    el 25 de agosto del 2022 a las 1:00

     
    Podría ser que:
    El espacio es una pequeña ventana en la pared del Infinito, y
    el tiempo es una pequeña ventana en la pared de lo Eterno…
    ¿ !  🙂  ! ?

    Responder
    • 9.1
      Emilio Silvera
      el 25 de agosto del 2022 a las 12:42

      Bonitos y profundos pensamientos.

      Está claro que, nuestra inmensa ignorancia, nos tiene prisioneros dentro de un océano de conjeturas y pocas certezas, así, cuando una Mente despierta me dice alguna cosa que llama mi atención, no pierdo la esperanza de que… Como decía Hilbert “Tenemos que sabe5r, sabremos”.

      Saludos cordiales amigo.

      Responder

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