Foro de Tiempo.com
Temas diversos => Astronomía => Mensaje iniciado por: granizo en Miércoles 28 Abril 2004 22:32:53 pm
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Hola a todos
hoy, leyendo el libro "El universo en una cáscara de nuez" de S. Hawking, leyendo sobre los agujeros negros me ha entrado una curiosidad tremenda, porque no llego a comprenderlo en del todo, no me cabe en la cabeza. O sea, una estrella compuesta por neutrones sólidos, es tanta su masa que deforma el espacio tiempo?? en el libro Hawking nos expone la teoría que el universo se deforma al igual que un plano se deforma si dejas sobre el una esfera, pero esto no es lógico, ya que el plano se deforma porque apoyas sobre el un objeto de tres dimensiones, una esfera, entonces para deformar el universo sería necesario un objeto de 4 dimensiones... como puede una cantidad de materia, por mucha masa que tenga deformar el espacio tiempo???. Agujeros negros, es un agujero infinito que nunca acaba y en el que si caes ya nunca saldras??? Y que es el horizonte de sucesos??? Sin embargo afirman que un astronauta que cayese en un agujero negro sentiría como que cada vez va más despacio de manera que nunca llegaría al horizonte de sucesos ya que afirman que el tiempo se acaba en el interior de los agujeros negros?? por que???. Porque al viajar a la velocidad de la luz o una velocidad parecida el tiempo pasa más despacio?? Existe una cuarta dimensión en el interior de los agujeros negros?? Es posible que una canica hecha de neutrones solidos pese tanto como un millon de camiones completamente cargados?? Eso dice en el libro de hawking, os aconsejo que lo leais, porque a mi por lo menos me ha despertado un montón de dudas que me tienen intrigado. Y es que afirma que estas cosas, lejos de ser inverosimiles y de ciencia ficción, existen en el universo y ya se han fotografiado, alguien sabe de alguna pagina con este tipo de foto?. Un saludo amigos.
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Quizá te interese leer este artículo del astrofísico Javier Armentia:
Ascendencia Y Caída De Los Agujeros Negros (http://javarm.blogalia.com/historias/38)
Muy ameno, como siempre.
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Tus preguntas son mis preguntas tb...
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Verás, la relatividad general de Einstein dice que todo tipo de energía deforma el espacio-tiempo. Deformar el espacio-tiempo es una forma de hablar, pero significa que la energía determina las distancias y los ángulos entre los objetos, al igual que los intervalos de tiempo. Es un poco abstracto, pero quizás hayas oido hablar que el tiempo pasa más despacio en la superficie de la tierra que en un punto muy alejado de ella (un satélite, por ejemplo). Este es un efecto típico de curvatura o deformación del espacio-tiempo. "Todo tipo de energía" se refiere a eso: la masa de un cuerpo genera gravitación, pero generará más si el cuerpo está caliente o si el cuerpo radia fotones, pro ejemplo, ya que son formas adicionales de energía, además de su masa (la masa es equivalente a la energía para efectos gravitatorios).
El por qué de esto es complicado, pero puedo darte una idea que quizás te ayude en tu intuición física: la tercera ley de Newton nos dice que toda acción lleva asociada una reacción. Esto no tiene nada que ver en principio con el tema, pero da una idea de una filosofía de entender la física: todo objeto físico que es capaz de actuar sobre otro, debe ser capaz de sufrir al otro. Si el espacio-tiempo determina trayectorias y físicamente influye sobre los cuerpos sobre él, no nos debe extrañar que los cuerpos sobre él reclamen el derecho a hacerle la puñeta también a él en sana venganza.
Así las cosas la teoría predice la existencia de puntos en el espacio-tiempo de los que nada puede escapar, ni siquiera la luz. Esto es debido a concentraciones energéticas extremadamente grandes. La analogía del plano que se deforma es válida hasta cierto punto. Debes imaginar el plano cuadriculado. La deformación del espacio-tiempo corresponde a la desviación de las lineas de la cuadrícula al poner algo encima de él. Se desvían las lineas; cambian los ángulos entre ellas (que dejan de ser de noventa grados), estríctamente: el espacio deja de ser Euclideo. Para llevar la analogía un poco más allá hay que hacer un esfuerzo de abstracción: no es necesaria la existencia de una dimensión superior en la cual el plano esté incluido. El efecto importante aquí es la deformación de las lineas sobre el cuadro, cosa que (como demuestran las mates) no tiene necesariamente nada que ver con una dimensión superior.
Bien, pues esos puntos de los que nada escapa son los agujeros negros. Qué contienen en su interior no se sabe. No es correcto que contengan neutrones. La confusión aparece quizás debido a que las estrellas de neutrones son el último paso hacia un agujero negro, en lo que se refiere a densidad. Los agujeros negros son una solución geométrica a la relatividad: es como si el plano se curvara tanto que nunca llegases al fondo.
Todo agujero negro tiene un horizonte de sucesos. Es el lugar geométrico a partir del cual una vuela atrás es imposible: todo lo que entra está condenado a caer en lo que se viene a llamar "la singularidad". El nombre procede del hecho que el punto central del agujero es un infinito en la teoría (una deformación infinita; las distancias espacio-temporales entre un punto cualquiera y la singularidad son infinitas). El horizonte es una esfera concéntrica a la singularidad a una distancia conocida como radio de Schwarzschild. Volviendo al ejemplo de la tierra y el satélite y extrapolando para un objeto que crea un campo gravitatorio infinito: el tiempo en su superficie (si es que el concepto de superficie tiene sentido) está parado, visto por observadores externos. La caida teórica de un objeto en un agujero negro es un proceso fascinante, pero en el que no entro.
Esto respecto a la singularidad. El problema es que el horizonte de sucesos también es un lugar alejado infinitamente de todo otro punto del espacio-tiempo, pero sólo para observadores remotos (alejados suficiéntemente de la singularidad). Observadores acercándose al agujero pueden atravesar el horizonte sin problemas, pero lo que el observador remoto ve, es que éste nunca es atravesado.
Saludos.
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Jeje, yo también me leí hace poco el libro de "El universo en una cascara de nuez" de Hawkings, y aunque el hombre nos dice en el prefacio que intentaba hacerlo comprensible y con un lenguaje lo mas accesible, la verdad que es de los libros que te tienes que reeler parrafos y mas parrafos para acabar de comprenderlos. Todo eso de las supercuerdas, los universos membrana y demas terminos que se utilizan, no son cosa de lo que se hable todos lo dias.
A mi me gusto mas su gran obra, "Historia del Tiempo", que aunque el mismo dice que es mas complicada que la otra y que no trata exactamente la misma problematica (dada la evolucion de la fisica entre los años que han transcurrido entre ambas), la verdad que a mi me aclaró bastante mas las cosas.
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Muchas gracias alshain. La verdad es que te has expresado muy bien y me has aclarado algo más las cosas.
Mi enhorabuena y un saludo. Se nota que sabes.
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Hola.
La verdad es que un agujero negro es el inverso a una estrella siendo una estrella colapsada.
Las estrellas irradian luz, calor, energia y materia
Los agujeros negros chupan materia, calor, energia, tanto que hasta la luz se la traga.
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Bueno yo tengo una duda, y creo que es algo que ya se comento en su momento pero no me quedo muy claro, es lo siguiente: sería posible crear las condiciones para q se diera un agujero negro? en un laboratorio por ejemplo ???, si si fuera posible q ocurriria?
Un saludo!!
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La verdad aun no tenemos la tecnologia ni la energia para reproducir un agujero negro en el laboratio.
Lo mas que hemos llegado es crear particulas de antimateria.
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Desde un punto de vista fisico son impresionantes y muy espectaculares..
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Ante todo saludos a Alshain que veo que también anda por estos derroteros ;)
Bueno con respecto a lo del agujero negro en laboratorio os diré que aunque parezca mentira hay grupos trabajando en ello. De hecho en el gran supercolisionador de hadrones, que se espera esté listo para la próxima década. Nos podríamos acercar a las condiciones necesarias para crar las primeras singularidades artificiales.
Esto significa que vamos a morir todos en cuanto creemos uno?
No, naturalmente. Tales agujeros artificiales serían como mucho del tamaño de una partícula. Debido a su poca masa. Así que nada que temer. Si se lograse seria un hit en la ciencia.
Por lo quie respeca a las estrellas de neutrones que se ha comentado aquí arriba... diré lo siguiente.
Una estrella cuando muere tiene diferentes formas de hacerlo según su masa.
Si no es muy masiva será una enana blanca. Esta está formada por átomos confinados en una esfera hyperdensa. Ocurre que cuando se supera cierto limite de masa (Masa de chandresakar) la fuerza gravitatoria vence incluso las fuerzas electromágnéticas de repulsión entre los átomos. Así pues la cubierta de electrones cae sobre el nucleo. Los electrones reaccionan con los protones y forman neutrones y radiación en forma de neutrinos. La energía emitida en este proceso es brutal. La presión aumenta de dentro a fuera. Se propaga hacia las capas exteriores (el denominado flash) y estas capas excitadas por la radiación del nucleo del cadáver estelar fusionan de forma descontrolada provocando las archiconocidas supernovas. La mayoría de estas capas del nucleo hypermasivo salen expulsadas debido a la violenta explosión. En el epicentro del cataclismo permanece una esfera de neutrones confinados que rota a gran velocidad. Esto es porque el colapso estelar ha acumulado el momento angular (rotación) en un volúmen no mayor de unos pocos kilómetro cuadrados. Gran parte de la energía de rotación se concentra allí. El resto se fue con la explosión.
Que ocurre si la massa es aun más grande? Puede llegar un punto en el que ni siquiera los neutrones sean capaces de detener el colapso. Los neutrones consiguen frenarlo gracias al principio de exclusion de Pauli. Esto es muy sencillo. En quántica dos partículas no pueden estar en el mismo punto al mismo tiempo y esto se aplica en estas estrellas. Los neutrones estan tocándose pero no se pueden solapar sus posiciones. Así pues hay un límite de confinamiento impuesto por el propio espacio de ocupación de las partículas. Pero si la gravedad es suficientemente intensa los neutrones no pueden resistir las fuerzas de contracción y entonces se rompen la materia se convierte en una sopa de quarks y posiblemente partículas más elementales aun no descubiertas. Esta sopa de materia hyperdensa cae hacia el nucleo compactándolo infinitamente hasta concentrar toda su materia en un punto matématico en el espacio y el tiempo. Una singularida, un agujero negro. El radio del horizonte de sucesos solo dependerá de la masa concentrada en él. Sobre lo que pase más allà de esa barrera mágica solo nos cabe hacer suposiciones, pues evidentemente ninguna información logrará jamás escapar de allí.
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Entonces se podria decir que un agujero negro al llegar al tal extremo de la leyes cuantica el colapso seria infinito y contra mas materia engulla mas garande y mas masiva sera, lo que era el universo antes del BIG BANG toda esa materia, enerigia, antimateria, visible e invisible concentrado en un punto infinitamente pequeño.
Se podria decir que los agujeros negros son el estado primitivo del universo antes del famos BIG BANG.
Para mi personalemnte los agujeros negros serian el equivalente al no universo, osea que ahi no hay universo es igual como en un campo de futbol haces un agujero en el cesped y ahi no hay cesped ni tierra ni na sino un agujero.
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Hombre eso de que no tiene nada... Claro que tiene.
Para empezar tiene masa. Esa masa se puede cuantificar por los objetos cuyas trayectorias se desvian debido a su fuerza gravitatoria. Y no solo los objetos masivos, tambien la luz. Pues como es sabido la gravedad no es más que producto de la deformación del espacio-tiempo.
Por otro lado dicha masa determina el radio de swarchild o el más conocido horizonte de sucesos. Este es una esfera imaginaria que delimita el volumen a partir del cual ya nada puede escapar. Cuanto mayor sea la masa del agujero mayor sera ese radio. En principio un agujero negro, al contrario que otros cuerpos no tiene límite de masa, ni por abajo ni por arriba. Es decir pueden existirs agujeros poco masivos o hypermasivos aunque no todos tengan el mismo origen. Por ahora el origen más aceptado de tales fenómenos es la muerte de estrellas muy masivas como he explicado más arriba pero puede haber otros fenómenos extraños que los produzcan.
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:'( :'( :'( :'( :'( :'( :'(
ya no me acordaba de este subforo :'( , con lo que me gusta a mí estos temas :'( :'( :'(
weno... ahora os leereé...
De momento os adelantare que loas agujeros negros son una realidad (no una teoría), otra cosa es que sepamos relativamente muy poco de ellos. De saber, sólo sabemos con total seguridad que son agujeros negros todo cuerpo que tenga una gravedad tal que no deje escapar a la luz y experimentalmente se han detectados cuerpos de este tipo.
Saluts
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He de decir que he estado mucho tiempo estudiando la física de un agujero negro...
Algunas de mis conclusiones pueden verse en el apartado de física teórica de mi web http://www.meteosat.tk :-[ aunque no he hecho ningun apartado explícitamente para los agujeros negros, sino que hay un apartado general que trata sobre la curvatura espaciotemporal.
En todo caso os resumiré algunas cosas importantes:
A través de la mecánica relativista es fácil demostrar que el "límite de los acontecimientos" (el radio a partir del cual la luz ya no puede escapar) es:
r = GM/c2 (y no r = 2GM/c2 como viene en muchos libros)
donde M es la masa del astro.
Tambiés se puede demostrar que la energía gravitatoría conteinda en el espacio (integrado) desde dicho radio, hasta la distancia máxima del universo es:
E = - mc2
por lo que se deduce que, por el principio de conservación de la energía, que la gravedad a partir de dicho radio hacia el interior será tal que integrada equivaldrá a:
E = mc2
La solución para dicha hipótesis es que la fuerza gravitatoria dentro de un agujero negro es repulsiva, por lo que toda la energía de un agujero negro se concentra en el radio límite de los acontecimientos. Si esto no fuera así, al colapsarse un astro más allá de dicho límite, el sistema sería inmensamente inestable (ya que en el colapso el sistema gana de forma ilimitada, y rápidamente, campo gravitatorio).
Pero lo más interesante de la física de los agujeros negros es que contemplan la posibilidad de viajar a trav´res del tiempo (incluso, posiblemente, aunque de forma remota, también al pasado)
Saluts.