Què són els forats negres? Els fets, les teories i la confusió sobre com es formen i es comporten els forats negres

Escolta les paraules 'forat negre' i potser pensaràs en un vòrtex que gira, aspirant-ho tot a la boca com el teu oncle en un bufet de noces. Podeu imaginar que una estrella s’estira cap a ella com si fos un tros d’espaguetis, que agita al voltant del buit fins que queda fora de l’existència. La realitat no és tan senzilla ni tan deliciosa. Aquí teniu la nostra introducció.

Què és un forat negre?

Els forats negres han confós els físics durant segles, però una descripció simple seria una àrea de l’espai-temps que té una gravetat tan forta, fins i tot la llum no pot escapar de la seva atracció.

Una de les primeres coses a entendre sobre els forats negres és que no són un espai buit, sinó més aviat matèria compactada en una àrea molt petita. Un forat negre pot tenir la massa de 20 estrelles, per exemple, però només té la mida del centre de Londres. Aquesta densitat fa coses estranyes a les lleis del temps i l'espai, una d'aquestes és l'aparició d'una barrera teòrica anomenada horitzó d'esdeveniments.

LLEGIU EL SEGÜENT: el descobriment del forat negre revela raigs vacil·lants detectats pels superordinadors

Vegeu un avenç relacionat amb el forat negre que revela raigs vacil·lants detectats per supercomputadors. El forat negre supermassiu més antic que s’hagi trobat es troba a 13.700 milions d’anys llum de distància

En la teoria de la relativitat general d’Albert Einstein, l’horitzó dels esdeveniments és un punt de no retorn. A mesura que un objecte s’acosta a l’horitzó d’esdeveniments, cada vegada hi ha més camins que les seves partícules prenen cap al forat negre. Un cop es trenca l’horitzó d’esdeveniments, la deformació de l’espai-temps esdevé tan gran que no hi ha manera que les partícules es moguin cap a l’exterior.

Aquest és el punt en què el forat es torna negre, quan la llum no pot escapar de ser tirada cap endavant, cap endavant, cap a una singularitat gravitatòria; un punt en què l’espai-temps s’ha deformat tant, que la seva curvatura és infinita. Aquí, totes les lleis de la física tal com les entenem es llencen per la finestra. Ningú no sap realment què passa amb la singularitat.

Què tan grans són els forats negres?

Hi ha quatre classes de forats negres, tot i que dos són hipotètics. A l'extrem superior de l'espectre hi ha forats negres supermassius, que es creu que resideixen al centre de la majoria de les galàxies. Es creu que la de la nostra Via Làctia, coneguda com a Sagitari A *, té la massa de 4 milions de sols amb un horitzó d’esdeveniments que s’estén per 44 milions de quilòmetres.

A l’extrem inferior de l’espectre hi ha el micro forat negre, que podria ser tan petit com un sol àtom, tot i que encara no n’hem mesurat un d’aquesta mida. Entre aquests dos, hi ha uns hipotètics forats negres de massa intermèdia i forats negres estel·lars, creats pel col·lapse d’estrelles amb aproximadament tres vegades o més la massa del nostre sol.

(Impressió dels artistes del forat negre estel·larCygnus X-1. Crèdit:NASA / CXC / M. Weiss)

Una altra possible categoria intrigant és el forat negre primordial, proposat per primera vegada per Stephen Hawking el 1971. Aquests hipotètics forats negres podrien haver-se format durant el naixement de l’univers, abans de l’existència de les estrelles, i poden contenir explicacions crucials per a l’existència de matèria fosca. .

LLEGIU EL SEGÜENT: la simulació més detallada del nostre univers que s’ha fet mai abasta un mil milions d’anys llum

Els esforços per trobar-los fins ara s’han acabat secs, tot i que això podria canviar gràcies a l’associació Ligo-Virgo i a la seva detecció d’ones gravitacionals. El fet de ser capaç de detectar ondulacions en el teixit de l’espai-temps podria preparar el camí per a més investigacions, mirant enrere en el temps per a les fusions de forats negres anteriors a les estrelles.

Què em passaria si caigués en un forat negre?

Si teníeu la mala sort de trobar-vos xuclats en un forat negre (les meves recomanacions), us passaran algunes coses estranyes, i algunes persones fins i tot més estranyes passaran a algú que us observa des de la distància de seguretat.

El que passa quan un objecte incompleix l’horitzó d’esdeveniments no és fàcilment comprensible, i això és degut a que aquest és el punt en què dos models diferents de física –la mecànica quàntica i la relativitat general– es contradiuen.

Hi ha una excel·lent redacció d’aquest quadrum (anomenada paradoxa de la informació del forat negre) Amanda Gefter pelBBC . L’essència és la següent: a algú que us observa com es trenca l’horitzó de l’esdeveniment, la distorsió de l’espai, la desacceleració del temps i la calor de la radiació de Hawkings serien destruïts lentament, cosa que, per la seva banda, acabarà dissipant la forat negre.

Així que estàs mort, oi? No exactament. Segons la relativitat general, realment passaria per l’horitzó d’esdeveniments, sense notar els efectes de la gravetat perquè estaria en caiguda lliure (cosa que Einstein va anomenar la seva el pensament més feliç ), caient cap a la singularitat.

Però, com podeu viatjar per l’espai i deixar-vos cremar al mateix temps? Aquest problema es produeix perquè la física quàntica diu que la informació no es pot perdre i, per tant, el vostre cos ha de romandre fora de l’horitzó. Si no creueu l’horitzó d’esdeveniments, però, infringireu les lleis de la relativitat general. Els científics han postulat una sèrie de solucions per conciliar aquestes lleis de la natura conflictives, però la paradoxa és un interrogant permanent al cor de la física.

Quan es tracta de forats negres, no només la llum no pot escapar, sinó també el cervell de generacions de pensadors.

com esborrar tots els missatges de discòrdia

Crèdit de la imatge principal: Wikimedia Commons