• Sin embargo, algunas teorías métricas alternativas como la teoría relativista de la gravitación, muy similar a la relatividad general en casi todos los aspectos y que también
  explica los hechos observados en el sistema solar y la expansión del universo, usa ecuaciones de campo ligeramente diferentes donde siempre se cumple que en ausencia local de materia y en virtud de las condiciones de causalidad de la teoría,
  para cualquier campo vectorial isótropo (vectores tipo luz) definido sobre el espacio-tiempo se cumple la desigualdad: Esta condición implica que no se cumplirán las condiciones de los teoremas mencionados anteriormente y, por tanto, estos
  no pueden ser aplicados para predecir la existencia de singularidades y por tanto agujeros negros.

• En la década de 1970, Stephen Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros.4 Previamente, en 1963,
  Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasiesférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento angular L. Se conjetura
  que en el centro de la mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros supermasivos.5 El 11 de febrero de 2016, las colaboraciones LIGO, Virgo y GEO600 anunciaron la primera detección de ondas gravitacionales, producidas
  por la fusión de dos agujeros negros a unos 410 millones de pársecs, megapársecs o Mpc, es decir, a unos 1337 millones de años luz, mega-años luz o Mal de la Tierra.6 Las observaciones demostraron la existencia de un sistema binario de agujeros
  negros de masa estelar y la primera observación de una fusión de dos agujeros negros de un sistema binario.

• Se esperaba a su vez el anuncio de otra imagen real de un agujero negro en Sagitario A*; sin embargo, aclararon que no se había obtenido porque la fuente era muy variable
  durante los periodos de observación, resolviéndose en un futuro.89 Clasificación teórica Según su origen, teóricamente pueden existir al menos dos clases de agujeros negros: Según la masa[editar] • Agujeros negros supermasivos: con varios
  millones de masas solares.

• La gravedad de un agujero negro puede atraer el gas que se encuentra a su alrededor, que se arremolina y calienta a temperaturas de hasta 12 000 000 °C, esto es, 2000 veces
  mayor temperatura que la de la superficie del Sol.7 El 10 de abril de 2019, el consorcio internacional Telescopio del Horizonte de Sucesos presentó la primera imagen jamás capturada de un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la
  galaxia M87.89 Proceso de formación Los agujeros negros se forman en un proceso de colapso gravitatorio que fue ampliamente estudiado a mediados de siglo XX por diversos científicos, particularmente Robert Oppenheimer, Roger Penrose y Stephen
  Hawking, entre otros.

• Un agujero negro es una región finita del espacio descrita en las ecuaciones de Einstein, cuyo interior posee una concentración de masa lo suficientemente elevada como para
  generar un campo gravitatorio tal que, salvo por un determinado tipo de procesos cuánticos, ninguna partícula ni radiación —ni siquiera la luz— pueden escapar de él1 (en 2021 se observaron reflejos de luz en la parte más lejana del agujero
  negro).2 Los agujeros negros pueden ser capaces de emitir un tipo de radiación, la radiación de Hawking, conjeturada por Stephen Hawking en la década de 1970.

• Que un agujero negro «emita» radiaciones parece una contradicción, sin embargo esto se explica: todo objeto (supóngase una estrella) que es atrapado por la gravitación de
  un agujero negro, antes de ser completamente «engullido», antes de pasar tras el horizonte de sucesos, se encuentra tan fuertemente presionado por las fuerzas de marea del agujero negro en la zona de la ergosfera que una pequeña parte de su
  materia sale disparada a velocidades próximas a la de la luz (como cuando se aprieta fuertemente una naranja: parte del material de la naranja sale eyectado en forma de chorros de jugo, en el caso de los objetos atrapados por un agujero negro,
  parte de su masa sale disparada centrífugamente en forma de radiación fuera del campo gravitatorio de la singularidad).

• En 2007-2008 se iniciaron una serie de experimentos de interferometría a partir de medidas de radiotelescopios para medir el tamaño del agujero negro supermasivo en el centro
  de la Vía Láctea, al que se le calcula una masa 4.5 millones de veces mayor que la del Sol y una distancia de 26 000 años luz (unos 255 000 billones de km respecto de la Tierra).29 El agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia
  actualmente sería poco activo ya que ha consumido gran parte de la materia bariónica, que se encuentra en la zona de su inmediato campo gravitatorio y emite grandes cantidades de radiación.

• El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo, y una vez dentro de él, ningún tipo de partícula, sea material o electromagnética, puede
  salir, ni siquiera los fotones.

• Los agujeros negros en la física actual Se explican los fenómenos físicos mediante dos teorías en cierto modo contrapuestas y basadas en principios incompatibles: la mecánica
  cuántica, que explica la naturaleza de «lo muy pequeño», donde predomina el caos y la estadística y admite casos de evolución temporal no determinista, y la relatividad general, que explica la naturaleza de «lo muy pesado» y que afirma que
  en todo momento se puede saber con exactitud dónde está un cuerpo, siendo esta teoría totalmente determinista.

• El menor[editar] Sin contar los posibles microagujeros negros que casi siempre son efímeros al producirse a escalas subatómicas; macroscópicamente en abril de 2008 el equipo
  coordinado por Nikolai Saposhnikov y Lev Titarchuk ha identificado el más pequeño de los agujeros negros conocidos hasta la fecha; ha sido denominado J1650, se ubica en la constelación Ara (o Altar) de la Vía Láctea (la misma galaxia de la
  cual forma parte la Tierra).

• Dado que los datos experimentales no permiten discernir cuál de las dos teorías (la de relatividad general de Einstein o la relativista de la gravitación de Logunov) es la
  correcta, pues ambas coinciden para la mayoría de los hechos observacionales bien comprobados, no puede darse por garantizado que los agujeros negros sean una consecuencia necesaria de la gravitación.

• En espacio-tiempos no compactos se requieren algunas condiciones técnicas para decidir si una región es un agujero negro, así se dice que en un espacio-tiempo asintóticamente
  plano y predictible (que contiene una hipersuperficie de Cauchy que satisface ciertos requisitos), se dice que hay una región de agujero negro si el pasado causal de la hipersuperficie de tipo luz situada en el infinito futuro no contiene
  a todo el espacio-tiempo (eso significa que dicha hipersuperficie es inalcanzable desde algunos puntos del espacio tiempo, precisamente aquellos contenidos en el área de agujero negro).

• Véase también: Acrecimiento En las cercanías de un agujero negro se suele formar un disco de acrecimiento, compuesto de materia con momento angular, carga eléctrica y masa,
  la que es afectada por la enorme atracción gravitatoria del mismo, ocasionando que inexorablemente atraviese el horizonte de sucesos y, por lo tanto, incremente el tamaño del agujero.

• La radiación emitida por agujeros negros como Cygnus X-1 no procede del propio agujero negro sino de su disco de acreción.3 La gravedad de un agujero negro, o «curvatura del
  espacio-tiempo», provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos.

• Según su carga y momento angular[editar] Existe un teorema sobre propiedades de los agujeros negros que se suele enunciar diciendo que «un agujero negro no tiene pelo» (en
  inglés No-hair theorem); el teorema afirma que cualquier objeto que sufra un colapso gravitatorio alcanza un estado estacionario como agujero negro descrito solo por tres parámetros: su masa , su carga y su momento angular .

• Las cuatro soluciones anteriores pueden sistematizarse de la siguiente manera: Descripción teórica Zonas observables[editar] Representación artística de un agujero negro con
  una estrella compañera que se mueve en órbita alrededor, excediendo su límite de Roche.

• Según Hawking, a pesar de la imposibilidad física de escape de un agujero negro, estos pueden terminar evaporándose por la llamada radiación de Hawking, una fuente de rayos
  X que escapa del horizonte de sucesos.

• Ausencia de singularidad central según otras teorías[editar] El 10 de diciembre de 2018, Abhay Ashtekar, Javier Olmedo y Parampreet Singh publicaron un artículo científico
  en el campo de la teoría de la gravedad del bucle, demostrando la ausencia de singularidad central dentro del agujero negro, sin especificar geométricamente el futuro de la materia en este punto, mientras que el modelo de Janus propone una
  explicación.

• El 5 de mayo del 2022, la agencia espacial estadounidense NASA publicó el «sonido» de los agujeros negros, el audio se considera teórico ya que fue producido a través de un
  proceso informático que sonoriza las ondas electromagnéticas recibidas en un radiotelescopio.31 El mayor[editar] Dejando a un lado los agujeros negros supermasivos que suelen estar en el núcleo de las galaxias y cuya masa son de millones de
  veces nuestro Sol, el mayor agujero negro de masa estelar conocido hasta la fecha, se descubrió el año 2007 y fue denominado IC 10 X-1.

• Está en la galaxia enana IC 10 situada en la constelación de Casiopea, a una distancia de 1,8 millones de años luz (17 trillones de kilómetros) de la Tierra, con una masa
  de entre 24 y 33 veces la de nuestro Sol.32 Posteriormente, en abril de 2008, la revista Nature publicó un estudio realizado en la Universidad de Turku (Finlandia).

• Ambas teorías están experimentalmente confirmadas pero, al intentar explicar la naturaleza de un agujero negro, es necesario discernir si se aplica la cuántica por ser algo
  muy pequeño o la relatividad por ser algo tan pesado.

• En el presente se considera que, pese a la perspectiva destructiva que se tiene de los agujeros negros, estos al condensar en torno a sí materia sirven en parte a la constitución
  de las galaxias y a la formación de nuevas estrellas.

• Las partículas de neutrones implosionan, aplastándose más, logrando como resultado un agujero negro, que es una región del espacio-tiempo limitada por el llamado horizonte
  de sucesos.

• Por su parte, la astrofísica Feryal Özel ha explicado algunas características probables en torno a un agujero negro: cualquier cosa, incluido el espacio vacío, que entre en
  la fuerza de marea provocada por un agujero negro se aceleraría a extremada velocidad como en un vórtice y todo el tiempo dentro del área de atracción de un agujero negro se dirigiría hacia el mismo agujero negro.

• Este proceso comienza después de la «muerte» de una gigante roja (estrella de 10 a 25 o más veces la masa del Sol), entendiéndose por «muerte» la extinción total de su energía.

• Son muchas las posibilidades de entes, si se quiere hasta de los más exóticos, que pueden ser emitidos por un agujero negro, pero ello corresponde a un número reducido de
  configuraciones.

• Uno de los efectos más controvertidos que implica la existencia de un agujero negro es su aparente capacidad para disminuir la entropía del Universo, lo que violaría los fundamentos
  de la termodinámica, ya que toda materia y energía electromagnética que atraviese dicho horizonte de sucesos, tienen asociados un nivel de entropía.

• Su núcleo se concentra en un volumen muy pequeño que cada vez se va reduciendo más.

• En 1930, Subrahmanyan Chandrasekhar demostró que un cuerpo con una masa crítica (ahora conocida como límite de Chandrasekhar) y que no emitiese radiación, colapsaría por su
  propia gravedad porque no habría nada que se conociera que pudiera frenarla (para dicha masa la fuerza de atracción gravitatoria sería mayor que la proporcionada por el principio de exclusión de Pauli).

• Este tipo de entidades físicas es postulado en algunos enfoques de la gravedad cuántica, pero no pueden ser generados por un proceso convencional de colapso gravitatorio,
  el cual requiere masas superiores a la del Sol.

• Lo que supuso, además, la primera observación directa de dos agujeros negros fusionándose.6 El 10 de abril de 2019, el telescopio del horizonte de sucesos fotografió por primera
  vez un agujero negro, el agujero negro supermasivo de entre 6400 y 6600 masas solares localizado en el centro de la galaxia M87.

• Está claro que hasta que no se disponga de una física más avanzada no se conseguirá explicar realmente la naturaleza de este fenómeno.

• Se supone que en cada intervalo de rotación el agujero negro menor, que tiene una masa de 100 millones de soles, golpea la ergosfera del mayor dos veces, generándose un cuásar.

• En este punto, dicho proceso puede proseguir hasta el colapso de dicho astro por la autoatracción gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero
  negro.

• Tras varios miles de millones de años de vida, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer fuerza sobre sí misma originando una masa concentrada en un pequeño
  volumen, convirtiéndose en una enana blanca.

• En la actualidad todavía se desconoce lo que sucede con la materia que cae en el agujero negro atravesando este límite, porque para escalas pequeñas solo una teoría cuántica
  de la gravedad podría explicarlos adecuadamente, pero no existe una formulación completamente consistente con dicha teoría.

• De hecho en un espacio-tiempo compacto no hay una manera adecuada y general de definir qué condiciones debe cumplir una región para ser considerada un agujero negro.

• Apariencia y óptica Nota lingüística En países como España o Argentina, donde se diferencia entre un hoyo (concavidad)34 y un agujero (abertura),35 debe usarse la locución
  «agujero negro».

• Tras estos cálculos mediante el sistema de óptica adaptativa se verificó que algo deformaba los rayos de luz emitidos desde el centro de nuestra galaxia (la Vía Láctea).

• Situado a 3500 millones de años luz de la Tierra,33 está relativamente cerca de la Tierra para ser un cuásar.

• Este proceso acaba por reunir una fuerza de atracción tan fuerte que atrapa hasta la luz en éste.

• Considerando estas dos últimas propiedades físicas, tenemos la siguiente clasificación para el estado final de un agujero negro: • El agujero negro más sencillo posible es
  el agujero negro de Schwarzschild, que no rota ni tiene carga.

• Radiación de Hawking[editar] Artículo principal: Radiación de Hawking Hasta principios de 1970 se pensaba que los agujeros negros no emitían directamente ningún tipo de materia,
  y su destino último era seguir creciendo por la acreción de más y más materia.

• Sin embargo, sí existe un efecto neto de transferencia de energía del agujero negro a sus aledaños, que es la radiación Hawking, cuya producción no viola ningún principio
  físico.

• Hawking, en su libro divulgativo Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros (1988), repasa algunos de los hechos bien establecidos sobre la formación de agujeros
  negros.

• Si son suficientemente pequeños, pueden llegar a evaporarse en un período relativamente corto mediante emisión de radiación de Hawking.

• En zonas puntuales de tales campos magnéticos los chorros de plasma son orientados y acelerados a velocidades cercanas a c (velocidad de la luz), tal proceso es comparable
  a la aceleración de partículas para crear una corriente de chorro (jet) en un reactor.

• Existen resultados matemáticos sólidos bajo los cuales una teoría métrica de la gravitación (como la relatividad general) predice la formación de agujeros negros.

• En 1796, el matemático francés Pierre-Simon Laplace explicó en las dos primeras ediciones de su libro Exposition du Systeme du Monde la misma idea, aunque, al ganar terreno
  la idea de que la luz era una onda sin masa, en el siglo XIX fue descartada en ediciones posteriores.

• • Si no gira pero posee carga eléctrica, se tiene el llamado agujero negro de Reissner-Nordstrøm.

• El 11 de febrero de 2016, la colaboración LIGO anunció la primera de observación directa de ondas gravitatorias, generadas por la fusión de dos agujeros negros de masa estelar.

• Los trabajos de Bekenstein sobre teoría de la información y agujeros negros sugirieron que la segunda ley seguiría siendo válida si se introducía una entropía generalizada
  (Sgen) que sumara a la entropía convencional (Sconv), la entropía atribuible a los agujeros negros que depende del área total (A) de agujeros negros en el universo.

• Michell calculó que un cuerpo con una densidad 500 veces mayor a la del Sol, pero con su mismo radio, tendría, en su superficie, una velocidad de escape igual a la de la luz
  y sería invisible.

• Estos resultados se conocen como teoremas de singularidades que predicen la ocurrencia de singularidades espaciotemporales (y si se acepta la hipótesis de censura cósmica,
  por tanto a la formación de agujeros negros).

• Formación de estrellas por el influjo de agujeros negros[editar] Nuevas estrellas podrían formarse a partir de los discos elípticos en torno a agujeros negros; tales discos
  elípticos se producen por antiguas nubes de gas desintegradas previamente por los mismos agujeros negros; las estrellas producidas por condensación o acreción de tales discos elípticos al parecer tienen órbitas muy elípticas en torno a los
  agujeros negros supermasivos.

• Einstein nunca aceptó eso, sino que pensaba que la masa debería ocupar una región finita aunque fuera pequeña y por eso se opuso a la existencia de agujeros negros,12 que
  nadie llamaba así entonces (se conocían como «singularidades de Schwarzschild»).

• La entropía en los agujeros negros[editar] Según Stephen Hawking, en los agujeros negros se fusionan el segundo principio de la termodinámica, lo que dio pie a especulaciones
  sobre viajes en el espacio-tiempo y agujeros de gusano.

• En cuanto a la luz que atraviesa la zona del disco, también es afectada, tal como está previsto por la teoría de la Relatividad.

• Los electrones en órbita se acercan cada vez más al núcleo atómico y acaban fusionándose con los protones, formando más neutrones mediante el proceso: Este proceso comportaría
  la emisión de un número elevado de neutrinos.

• Stephen Hawking propone en uno de sus libros que la única forma de que no aumente la entropía sería que la información de todo lo que atraviese el horizonte de sucesos siga
  existiendo de alguna forma.

• Se considera que son prácticamente las dimensiones mínimas que puede tener un agujero negro ya que una estrella que colapsara y produjera un fenómeno de menor masa se transformaría
  en una estrella de neutrones.

• El efecto es visible desde la Tierra por la desviación momentánea que produce en posiciones estelares conocidas, cuando los haces de luz procedentes de las mismas transitan
  dicha zona.

• Sin embargo, una consideración de los efectos cuánticos en el horizonte de sucesos de un agujero llevó a Hawking a descubrir un proceso físico por el cual el agujero podría
  emitir radiación.

• • Si posee rotación y carga, hablamos de un agujero negro de Kerr-Newman.

 

Works Cited

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Photo credit: https://www.flickr.com/photos/surfergirl30/5212877807/’]