{"id":1585,"date":"2009-02-04T08:46:38","date_gmt":"2009-02-04T07:46:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=1585"},"modified":"2023-10-06T08:20:30","modified_gmt":"2023-10-06T07:20:30","slug":"sobre-agujeros-negros-densidad-critica-y-otros","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2009\/02\/04\/sobre-agujeros-negros-densidad-critica-y-otros\/","title":{"rendered":"Sobre agujeros negros, Densidad cr\u00edtica y otros"},"content":{"rendered":"<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Lo m\u00e1s intrigante de los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('agujero negro',event); return false;\">agujeros negros<\/a> es que, si caemos en uno, no tendremos manera alguna de salir o enviar se\u00f1ales a los que est\u00e1n fuera esper\u00e1ndonos.\u00a0 Pensemos que la masa de la Tierra que es de 5&#8217;974X10<sup>24<\/sup> Kg\u00a0 (densidad de 5&#8217;52 gramos por cm<sup>3<\/sup>), requiere una <a href=\"#\" onclick=\"referencia('velocidad de escape',event); return false;\">velocidad de escape<\/a> de 11&#8217;18 Km\/s, \u00bfCual no ser\u00e1 la masa y densidad de un Agujero Negro, si pensamos que, ni la luz que viaja a 299.792&#8217;458 Km\/s, puede escapar de su fuerza de gravedad?<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Es tanta la densidad que no solo distorsiona el espacio, sino que tambi\u00e9n distorsiona el tiempo seg\u00fan las ecuaciones de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a>: el flujo del tiempo se frena cerca del agujero, y en un punto de no retorno (llamado. El &#8220;horizonte&#8221; del agujero, o l\u00edmite), el tiempo est\u00e1 tan fuertemente distorsionado que empieza a fluir en una direcci\u00f3n que normalmente ser\u00eda espacial; el flujo de tiempo futuro est\u00e1 dirigido hacia el centro del agujero.\u00a0 Nada\u00a0 puede moverse hacia atr\u00e1s en el tiempo, insisten las ecuaciones de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a>; de modo que\u00a0 una vez dentro del agujero, nos veremos arrastrados irremisiblemente hacia abajo con el flujo del tiempo, hacia una &#8220;<a href=\"#\" onclick=\"referencia('singularidad',event); return false;\">singularidad<\/a>&#8221; escondida en el coraz\u00f3n del agujero; en ese lugar de energ\u00eda y densidad infinitas, el tiempo y el espacio dejan de existir.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Como ha apuntado antes, en alguna parte de este mismo trabajo, la descripci\u00f3n relativista del <a href=\"#\" onclick=\"referencia('agujero negro',event); return false;\">agujero negro<\/a> procede de la obra de Kart Schwarzschil.\u00a0\u00a0 En 1.916, apenas unos meses despu\u00e9s de que <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a> formular a sus famosas ecuaciones, Schwarzschild fue capaz de resolver exactamente las ecuaciones de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a> y calcular el campo gravitatorio de una estrella masiva estacionaria.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">La soluci\u00f3n de Schwarzschild tiene varias caracter\u00edsticas interesantes.<\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li>Una l\u00ednea de no retorno rodea al <a href=\"#\" onclick=\"referencia('agujero negro',event); return false;\">agujero negro<\/a>: cualquier objeto que se acerque a una distancia menor que est\u00e9 radio ser\u00e1 absorbido inevitablemente en el agujero.<\/li>\n<li>En segundo lugar, cualquiera que cayera dentro del radio de Schwarzschild ser\u00e1 consciente de un &#8221; universo especular &#8221;\u00a0 al &#8221; otro lado &#8221; del espacio-tiempo.<\/li>\n<\/ul>\n<p><!--more--><\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a> no se preocupaba por la existencia de este extra\u00f1o universo especular porque la comunicaci\u00f3n con \u00e9l era imposible.\u00a0 Cualquier aparato o sonda enviada al centro de un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('agujero negro',event); return false;\">agujero negro<\/a> encontrar\u00eda una curvatura infinita; es decir, el campo gravitatorio ser\u00eda infinito y, como ya dije antes, ni la luz podr\u00eda escapar a dicha fuerza, e igualmente, las ondas de radio electromagn\u00e9ticas, tambi\u00e9n estar\u00edan prisioneras en el interior de un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('agujero negro',event); return false;\">agujero negro<\/a>, con lo cual, el mensaje nunca llegar\u00e1 al exterior.\u00a0 Alli dentro, cualquier objeto material ser\u00eda literalmente pulverizado, los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electrones<\/a> ser\u00edan separados de los \u00e1tomos, e incluso los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a> y los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutrones<\/a> dentro de los propios n\u00facleos ser\u00edan desgajados.\u00a0 Adem\u00e1s, para penetrar en el Universo alternativo, la sonda deber\u00eda ir m\u00e1s r\u00e1pida que la velocidad de la luz, lo que no es posible; c es la velocidad l\u00edmite del Universo.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">As\u00ed pu\u00e9s, aunque este universo especular es matem\u00e1ticamente necesario para dar sentido a la soluci\u00f3n de Schwarzschild, nunca podr\u00eda ser observado fisicamente (al menos por el momento).<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">En consecuencia, el famoso puente de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a>-Rosen que conecta estos dos universos, fue considerado un artificio matem\u00e1tico.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Posteriormente, los puentes de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a> &#8211; Rosen se encontraron pronto en otras soluciones de las ecuaciones gravitatorias, tales como le soluci\u00f3n de Reisner-Nordstrom que describe un agujero el\u00e9ctricamente cargado.\u00a0 Sin embargo, el puente de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a>-Rosen sigui\u00f3 siendo una nota a pie de p\u00e1gina curiosa pero olvidada en el saber de la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('relatividad',event); return false;\">relatividad<\/a>.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Las cosas comenzaron a cambiar con la soluci\u00f3n que el trabajo matem\u00e1tico presentado por el neozeland\u00e9s Roy Kerr, presentado en 1.963 encontr\u00f3 otra soluci\u00f3n exacta de las ecuaciones de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a>.\u00a0 Kerr supuso que cualquier estrella colapsante estar\u00eda en rotaci\u00f3n.\u00a0 As\u00ed pues, la soluci\u00f3n estacionaria de Schwarzschild para un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('agujero negro',event); return false;\">agujero negro<\/a> no era la soluci\u00f3n f\u00edsicamente m\u00e1s relevante de las ecuaciones de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a>.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">La soluci\u00f3n de Kerr caus\u00f3 sensaci\u00f3n en el campo de la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('relatividad',event); return false;\">relatividad<\/a> cuando fue propuesta.\u00a0\u00a0 El astrof\u00edsico Subrahmanyan Chandrasekhar lleg\u00f3 a decir:<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">&#8220;La\u00a0 experiencia que ha dejado m\u00e1s huella en mi vida cient\u00edfica, de mas de cuarenta a\u00f1os, fue cuando comprend\u00ed que una soluci\u00f3n exacta de las ecuaciones de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a> de la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('relatividad',event); return false;\">relatividad<\/a> general, descubierta por el matem\u00e1tico Roy Kerr,\u00a0 proporciona la representaci\u00f3n absolutamente exacta de innumerables <a href=\"#\" onclick=\"referencia('agujero negro',event); return false;\">agujeros negros<\/a> masivos que pueblan el Universo.\u00a0\u00a0 Este estremecimiento ante lo bello, este hecho incre\u00edble de que un descubrimiento motivado por una b\u00fasqueda de la belleza en matem\u00e1ticas encontrar\u00e1 su r\u00e9plica exacta en la Naturaleza, es lo que me lleva a decir que la belleza es aquello a lo que lleva la mente Humana en su nivel m\u00e1s profundo&#8221;.<\/p>\n<\/blockquote>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">La soluci\u00f3n de Kerr de un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('agujero negro',event); return false;\">agujero negro<\/a> giratorio permite que una nave espacial pase a trav\u00e9s del centro del agujero por el eje de rotaci\u00f3n y sobrevivir al viaje a pesar de los enormes pero finitos campos gravitorios en el centro, y seguir derecha hacia el otro Universo especular sin ser destruida por la curvatura infinita.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">El Universo, como todos sabemos, abarca a todo lo que existe, incluyendo el espacio y el tiempo y, por supuesto, toda la materia est\u00e9 en la forma que est\u00e9 constituida.\u00a0 El estudio del Universo se conoce como cosmolog\u00eda.\u00a0 Si cuando escribimos Universo nos referimos al conjunto de todo, al cosmos en su conjunto, lo escribimos con may\u00fascula, el universo referido a un modelo matem\u00e1tico de alguna teor\u00eda f\u00edsica, ese se escribe con min\u00fascula.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">El Universo real est\u00e1 constituido en su mayor\u00eda por espacios aparentemente vac\u00edos, existiendo materia concentrada en galaxias formadas por estrellas y gas (tambi\u00e9n planetas, qu\u00e1sares, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('pulsar',event); return false;\">p\u00falsares<\/a>, cometas, estrellas enanas blancas y marrones, estrella de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutrones<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('agujero negro',event); return false;\">agujeros negros<\/a> y otros muchos objetos espaciales).\u00a0 El Universo se esta expandiendo, las galaxias se alejan continuamente los unas de las otras.\u00a0 Existe una evidencia creciente de que existe una <a href=\"#\" onclick=\"referencia('materia oscura',event); return false;\">materia oscura<\/a> invisible, no bari\u00f3nica, que puede constituir muchas veces la masa total de las Galaxias visibles.\u00a0 El concepto m\u00e1s cre\u00edble del origen del Universo, es la teor\u00eda del <a href=\"#\" onclick=\"referencia('big bang',event); return false;\">Big Bang<\/a> de acuerdo con la cual el Universo se cre\u00f3 a partir de una <a href=\"#\" onclick=\"referencia('singularidad',event); return false;\">singularidad<\/a> infinita de energ\u00eda y densidad a inmensas temperaturas de millones de grados k, hace ahora unos 15.000 millones de a\u00f1os.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Los cient\u00edficos y estudiosos del Universo han especulado mucho con la clase de Universo que nos acoge, y para ello, han realizado las m\u00e1s diversas teor\u00edas de universo abierto, universo cerrado, universo estacionario, universo en expansi\u00f3n, inflacionario, est\u00e1tico, oscilatorio, etc. etc. etc.\u00a0 Pero, \u00bfCu\u00e1l tenemos? Bueno, eso depende de la&#8230;<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\"><strong style=\"mso-bidi-font-weight: normal;\"><span style=\"text-decoration: underline;\">Densidad Cr\u00edtica<\/span><\/strong> que, est\u00e1 referida a la &#8220;Densidad media&#8221; requerida para que la Gravedad detenga la expansi\u00f3n del Universo.\u00a0 Un universo con una densidad muy baja se expandir\u00e1 para siempre, mientras que uno con una densidad muy alta colapsar\u00e1 finalmente (Universo cerrado).\u00a0 Sin embargo, un Universo con exactamente la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('densidad critica',event); return false;\">densidad cr\u00edtica<\/a>, alrededor de 10<sup>-29<\/sup> g\/cm<sup>3<\/sup>, es descrito por el modelo de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a>-De Sitter, que se encuentra en la l\u00ednea divisoria de los otros dos extremos.\u00a0 La densidad media de materia que puede ser observada directamente en nuestro Universo representa s\u00f3lo el 20% del valor cr\u00edtico.\u00a0 Pero como antes comentamos, puede existir, sin embargo, una gran cantidad de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('materia oscura',event); return false;\">materia oscura<\/a> que elevar\u00eda la cantidad hasta el valor cr\u00edtico que es, el que parece que existe realmente.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">\u00a1Ya veremos! Si con los 10<sup>-29<\/sup> g\/cm<sup>3<\/sup> = 10<sup>-5<\/sup> \u00e1tomos\/cm<sup>3<\/sup> + la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('materia oscura',event); return false;\">materia oscura<\/a>, el Universo resultante es el ideal y equilibrado para evitar el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('big crunch',event); return false; return false;\">Big Crunch<\/a> que, es el estado final del universo de Friedmaniano, cerrado, es decir que su densidad excede a\u00a0 la Densidad Cr\u00edtica, dicho Universo se expande desde el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('big bang',event); return false;\">Big Bang<\/a> inicial, alcanza un radio m\u00e1ximo, y luego colapsa hacia el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('big crunch',event); return false; return false;\">Big Crunch<\/a>, donde la densidad de materia se volver\u00eda infinita al confluir toda la materia del Universo en un punto de una energ\u00eda, densidad y temperatura infinitas \u00a1 Una Singularidad\u00a0 !<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">El final del Universo, sea cual fuere la Densidad cr\u00edtica, nunca ser\u00e1 bueno para la Humanidad.\u00a0 El universo cerrado nos achicharrar\u00e1 en una enorme bola de fuego.\u00a0 El universo abierto nos congelar\u00eda con el term\u00f3metro marcando el cero absoluto (-273\u00b0k)<a href=\"#pie1\">*<\/a>. \u00bfQu\u00e9 m\u00e1s d\u00e1 el tipo de Universo que nos acoge?\u00a0 El final nos lo pondr\u00e1 muy dif\u00edcil.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Pero el problema de la Humanidad &#8211; si es que llegamos -, est\u00e1 antes de todo eso.\u00a0 Nuestro planeta que tiene unos 4.000 millones de a\u00f1os, contiene los materiales necesarios, la atm\u00f3sfera ideal, los r\u00edos, los oc\u00e9anos y los mares, las plantas y todo aquello que podamos necesitar.\u00a0 Pero sobre todo, tenemos la luz y el calor que nos regala el Sol.\u00a0 Sin el Sol, la vida no ser\u00eda posible en el Planeta Tierra.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Nuestra atm\u00f3sfera tiene una composici\u00f3n en volumen de 78% de nitr\u00f3geno, un 21% de ox\u00edgeno y un 0&#8217;9% de arg\u00f3n, adem\u00e1s de di\u00f3xido de carbono, hidr\u00f3geno y otros gases como vapor de agua. La distancia que nos separa del Sol, unos 150 millones de kil\u00f3metros (una Unidad Astron\u00f3mica), hace que la distancia sea la ideal para que la temperatura permita la vida en el planeta.\u00a0 De la enorme importancia que el agua tiene para la vida casi no es necesario mencionarlo aqu\u00ed, sin agua no estar\u00edamos.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Pues muy bien, todo eso est\u00e1 previsto que se acabe en unos 4.500 millones de a\u00f1os.\u00a0 Cuando nuestro Sol, estrella mediana amarilla del tipo G2V, con un di\u00e1metro de 1.392.530 Km., con una masa de 1,989 x 10<sup>30<\/sup> Kg,y, que consume 4.654.000 toneladas de hidr\u00f3geno cada segundo, de las que 4.650.000 las convierte en Helio y, 4.000 toneladas son expulsadas al espacio exterior en forma de luz y de calor, de lo que una peque\u00f1a parte llega a la Tierra y nos permite vivir (como expliqu\u00e9 antes en alguna parte anterior de este mismo trabajo).<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">La vida del Sol durar\u00e1 lo que dure su combustible nuclear, el Hidr\u00f3geno, que la mantiene activa y su horno nuclear sirve de contrapunto a la enorme fuerza gravitatoria que genera su enorme masa.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">Cu\u00e1ndo se agote el hidr\u00f3geno, el Sol se resistir\u00e1 a morir y fusionar\u00e1 helio y despu\u00e9s ox\u00edgeno&#8230;,\u00a0 llegar\u00e1 un momento en que la estrella se convertir\u00e1 en una gigante roja, su \u00f3rbita aumentar\u00e1 tanto que se tragar\u00e1 el planeta Mercurio, se tragar\u00e1 Venus y, quedar\u00e1 muy cerca del Planeta Tierra.\u00a0 En ese proceso, las temperaturas de nuestro planeta, habr\u00e1n alcanzado miles de grados, los oc\u00e9anos se habr\u00e1n evaporado y cualquier clase de vida desaparecer\u00e1.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">La gigante roja se convertir\u00e1, mediante una enorme explosi\u00f3n: en una Nova, las capas exteriores de los materiales del Sol, ser\u00e1n expulsados de manera violenta al espacio y, el resto, no teniendo la energ\u00eda termonuclear que la contrarrestre, quedar\u00eda a merced de la fuerza gravitatoria que la estrujar\u00e1 literalmente sobre su propio n\u00facleo, hasta convertirla en una estrella <a href=\"#\" onclick=\"referencia('enana blanca',event); return false;\">enana blanca<\/a> de gran densidad que, con el tiempo, se ira enfriando para ser un cada vez estelar.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">\u00bfQu\u00e9 podr\u00e1n hacer nuestros descendientes? \u00bfC\u00f3mo podr\u00e1n escapar a situaci\u00f3n tan terrible?<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">En tales circunstancias debemos poner nuestras esperanzas en que sobre todo, sabr\u00e1n aprovechar &#8220;El Tiempo&#8221; para ir buscando soluciones que nos permitan, antes de que todo eso pueda llegar, a trasladarnos a otros mundos.\u00a0 Si es posible, en otro sistema solar, ya que, en el nuestro sin el Sol, tendr\u00edamos algo de fr\u00edo.<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">\u00a1Qu\u00e9 poca gente piensa en \u00e9stos graves problemas que tiene planteados, a plazo fijo, nuestra Humanidad!<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: justify;\">La capacidad humana para aprender, inventar, buscar recursos, y sobre todo, adaptarse a las circunstancias es bastante grande.\u00a0 A lo largo de los \u00faltimos milenios ha demostrado que puede desarrollarse y constituir sociedades que, apuntan maneras de querer hacer bien las cosas (al menos sobre el papel).<\/p>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt; text-indent: 35.45pt; text-align: right;\"><em>emilio silvera<\/em><\/p>\n<hr size=\"1\" \/>\n<p style=\"margin: 0cm 0cm 0pt;\"><a name=\"pie1\"><\/a>* El cero absoluto est\u00e1 referido en realidad al punto cero de la escala de temperatura termodin\u00e1mica, igual a -273.16\u00b0 Celsius \u00f3 -459,69\u00b0 Fahrenheit.\u00a0 Se afirma la posibilidad de que all\u00ed cese el movimiento molecular.\u00a0 El cero absoluto es te\u00f3ricamente la temperatura m\u00e1s fr\u00eda posible, en la pr\u00e1ctica es inalcanzable.<\/p>\n<div class='bookmark'>\r\n\t\t<table align='left' border='0' cellpadding='0' width='100%'>\r\n\t\t<tr><td><span class='pushbutton'><a href='http:\/\/delicious.com\/post?url=http%3A%2F%2Fwww.emiliosilveravazquez.com%2Fblog%2F2009%2F02%2F04%2Fsobre-agujeros-negros-densidad-critica-y-otros%2F&amp;title=Sobre+agujeros+negros%2C+Densidad+cr%C3%ADtica+y+otros' title='Delicious' target='_blank' rel='nofollow'><img src='http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-content\/plugins\/knxdt-bookmarks-wordpress-plugin\/images\/delicious.png'  alt='' class='book_img' border='none' style='margin:1px; 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