Agujeros negros

Un agujero negro es una región del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que genera un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera los fotones de luz, pueden escapar de dicha región.

La curvatura del espacio-tiempo o «gravedad de un agujero negro» provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es una consecuencia de las ecuaciones de campo de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del Universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo la luz. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio. En los años 70, Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros. Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento angular L.

Se que estos conceptos son difíciles de entender para cualquiera que no los haya estudiado así que intentaré explicarlos brevemente:

Espacio-tiempo: El espacio-tiempo es la entidad geométrica en la cual se desarrollan todos los eventos físicos del Universo que tiene tres dimensiones espaciales físicas observables, es usual referirse al tiempo como la "cuarta dimensión".

Singularidad:  zona del espacio-tiempo donde no se puede definir alguna magnitud física relacionada con los campos gravitatorios

Horizonte de sucesos: se refiere a una superficie frontera del espacio-tiempo, tal que los eventos a un lado de ella no pueden afectar a un observador situado al otro lado.

Ecuaciones de campo de Einstein: las ecuaciones del campo de Einstein son las ecuaciones fundamentales de la descripción relativista de la gravitación, que forman parte de la teoría de la relatividad general. Dentro de esa teoría el campo gravitatorio es el efecto aparente de la existencia de una curvatura en el espacio-tiempo.

Relatividad general: La teoría general de la relatividades una teoría del campo gravitatorio y de los sistemas de referencia generales, publicada por Albert Einstein en 1915 y 1916.

El nombre de la teoría se debe a que generaliza la llamada teoría especial de la relatividad. Los principios fundamentales introducidos en esta generalización son el Principio de equivalencia, que describe la aceleración y la gravedad como aspectos distintos de la misma realidad, la noción de la curvatura del espacio-tiempo y el principio de covariancia generalizado. La intuición básica de Einstein fue postular que en un punto concreto no se puede distinguir experimentalmente entre un cuerpo acelerado uniformemente y un campo gravitatorio uniforme. La teoría general de la relatividad permitió también reformular el campo de la cosmología.

Hawking, Ellen y Penrose: Destacados físicos y matemáticos que han formulado teorías sobre el Universo, sobretodo Stephen Hawking que ha publicado varios libros con sus teorías cosmológicas.

Momento angular: magnitud física de gran importancia en todas las teorías físicas de la mecánica, desde la mecánica clásica a la mecánica cuántica, pasando por la mecánica relativista. Su importancia en todas ellas se debe a que está relacionada con las simetrías rotacionales de los sistemas físicos. Bajo ciertas condiciones de simetría rotacional de los sistemas es una magnitud que se mantiene constante con el tiempo a medida que el sistema evoluciona, lo cual da lugar a una ley de conservación conocida como ley de conservación del momento angular. El momento angular para un cuerpo rígido que rota respecto a un eje, es la resistencia que ofrece dicho cuerpo a la variación de la velocidad angular. En el Sistema Internacional de Unidades el momento angular se mide en kg·m²/s.

Para los aficionados a la astronomía: Se ha descubierto un agujero negro que sólo tiene 30 años en los restos de la estrella SN 1979C  que fué una estrella 20 veces más masiva que el Sol, se encuentra a una distancia de 50 millones de años luz, en la galaxia M100