Formacion de un agujero negro

Fue los último físico ese singular expediente traspasó los barreras después la ciencia para recibir a convertirse, como Einstein, en icono ese la cultura popular. Su fotografías ha lado izquierdo vinculada al campo que captó los grueso de su trabajo, los orificios negros. Los descubrimientos ese Stephen Hawking (8 enero 1942–14 marcha 2018) proyectaron luz dentro la oscuridad del estos misteriosos objetos astronómicos, aun al lo mismo, similar tiempo ella abrio preguntas que sigue adelante dando trabajo a los científicos durante décadas.

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En la mente de público, los orificios negros se imaginan como inmensas aspiradoras cósmicas que absorber todo lo ese encuentran en su camino, incluso la luz. Una idea evocadora, aun incorrecta: el orificio negro no es ni creando un vacío, que no todo lo contrario; atrae vía efecto ese la gravedad, siendo tan descomunal la densidad ese su masa. Se entiende de este modo que cuales deberíamos temeroso si el Sol quedara sustituido por un agujero negro del su uno masa: a pesar de que nuestro mundo fuera de mucho más oscuro, der planetas continuarían orbitando sin inmutarse, precisamente causado la ya no del orificio negro sería equivalente a a la de Sol.

La existencia ese los agujeros negros nace del la relatividad normal publicada vía Albert Einstein dentro de 1915, y del carrera profesional posterior ese Robert Oppenheimer, karl Schwarzschild, Subrahmanyan Chandrasekhar y otros. El espacio y el cronometraje forman a tejido ese se curva alcanzar la masa, qué una cama elástica. Un orificio negro es una cero tan pesada que tiene en su centrar una singularidad, laa región por lo tanto infinitamente densa que hunde la cama elástica sin fondo. Alguna objeto ese depositemos cerca de tenderá a otoño hacia la bola, por lo ese el efecto gravitatorio del agujero negro se deja notar dentro su entorno. Así, der astrofísicos ellos tienen podido definida muchos del ellos al descubrirse objetos cósmicos orbitando alrededor de una aparente nada; aquel tirón gravitatorio revelación de la presencia de qué que vía otra divisiones es ese todo invisible.

 Los descubrimientos después Stephen Hawking proyectaron luz en la oscuridad después los agujeros negros, todavía al lo mismo, similar tiempo ellos abrieron preguntas. Crédito: NASA

En 1974 un estudio de Hawking publicado dentro de Nature sacudía la ciencias del instantes al sugerir que los agujeros negros alguna lo se convirtió tanto, ni ellos crecieron sin cesar como hasta entonces asumían ese físicos, incluido él mismo. Su genialidad consistió en asociar dos monsos tradicionalmente irreconciliables, la relatividad normal —la gravitación einsteniana empleada sofisticado la equipo y crecimiento​ de los agujeros negros— y la dinámica cuántica, que explicar la naturaleza ese mundo subatómico. Dentro sus trabajos anteriores Hawking había aparecido cómo la relatividad llevaba a la singularidad del un orificio negro, todavía entonces ser necesario abierto el baúl cuántico sofisticado lo que allí ocurría.

Según explicaría Hawking dentro la versión del su teorías para ns gran en público —formalmente incorrecta en aras del una consiste en comprensión, como explicó el físico Ethan Siegel—, la cuántica sugiere la seguir creación del pares después partículas-antipartículas virtuales que se aniquilan mutuamente prácticamente al instante. Todavía si esta ocurre justo al borde del horizonte de sucesos de un orificio negro, pueden resultar los la antipartícula alcanzan energía negativa caiga hacia los interior, robando energía del agujero negro, y que su asociadas escape al espacio alcanzar idéntica enérgico positiva. Alcanzan el tiempo, esta llevaría a la evaporación total del agujero negro sin ese nada del materia ni estar comprometido en escapara después él; correcto bien, como precisaba Hawking dentro su estudio, “para un agujero negro de masa solar esto eliminar mucho hasta luego largo los la edad después Universo”. En agujeros negros mucho además pequeños sería más rápido, culminando con una explotar final equivale a “1 millón ese bombas ese hidrógeno de uno Mton”, escribía.

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La fotografías simula la apariencia de un agujero negro donde la objeto que cae se ha acumulado dentro de una estructura delgada y nombre es llamada disco después acreción. Crédito: Event Horizon Telescope Collaboration

La radiación ese Hawking

La demostración ese Hawking después que los orificios negros pueden emitir radiación denominaciones “su resultado qué es más importante”, apunta un OpenMind despues de ansan Maldacena, físico después Institute for progressed Study después Princeton los ha aportado grandes contribuciones en teoría de cuerdas y pesadez cuántica. Pero en su trabaja esta radiación ese Hawking abrió un auténtico cisma entre físicos relativistas y cuánticos, ya que los segundos ellos encontraron un asignaturas radical: si conforme la cuántica la información conectado con a las partículas jamás se destruye, aun nada ese materia ni energía escapa jamás del orificio negro, ¿cómo puede este simplemente yo desaparecí llevándose dicha información fuera ese la existencia?

La radiación de Hawking está detallado admitida de la físicamente actual, si está bien es prácticamente imposible conseguir a medirla y por tanto verificarla: paradójicamente, la expulsan dentro de mayor al gusto los agujeros negros hasta luego pequeños y también indetectables, mientras tanto que los grandes, aquellos que los astrofísicos pueden estudiar directamente, para producir tan pequeña que denominada indistinguible. Pero, al menos, dentro el laboratorio se ha lograr recrear un fenómenos parecido: investigadores ese Instituto del Tecnología de Israel Technion han crear análogos ese minúsculos agujeros negros ese funcionan alcanzan el sonido en lugar de la encendiendo y dentro de los ese han logrado demostrar algo similar un la radiación ese Hawking. Estos experimentos han confirmado dos predicciones ese físico: los la radiación eliminar espontánea –se genera a partir después espacio vacío– y que denominada estacionaria –no cambia de intensidad alcanzar el tiempo.

El “pelo suave” de los agujeros negros

Pero vía su parte, la llamada telefónica paradoja ese la información ha permanecido qué la qué es más importante ese las preguntas abiertas por el trabajo de Hawking, en declaración de Maldacena. Esta pregunta ha mantenido a los físicos ocupados dentro el último halfbag siglo; adelante ellos, al privado Hawking, que hasta su muerte procuró sin descanso la teoría capaces de hacer cumplir la relatividad normal y la mecánica cuántica, laa teoría cuántica ese la gravitación que describa lo que sucede dentro los agujeros negros. 

Stephen Hawking explicar los agujeros negros en 90 segundos. Crédito: BBC

Los últimos fábrica del famoso físico propusieron laa solución ns la recuperación del información. En los la edad 70, john Wheeler —quien popularizó ns término “agujero negro”— y Jacob Bekenstein afirmaron que “los agujeros negros no tienen pelo”, en el sentido de que “las únicas atributo que un orificio negro pude tener fue ~ su masa, su carga eléctrico y su instantes angular”, detalla a OpenMind el físico después la commmratly de Cambridge Malcolm Perry, colaborador de Hawking. Así, “si observaras un orificio negro no podrías conocer nada encima cómo se formó”, son de todo los resto del la información se pierde en su interior; por así decirlo, ns horizonte del sucesos denominada una frontera pelada, rasurada del toda información. 

Sin embargo, en dos mil dieciocho Hawking, Perry y sus colaboradores encontraron un sendero teórico para proponer ese los agujeros negros pueden tener “pelo suave”, “una colección infinita de propiedades extra los un orificio negro quizás tener”, afirma Perry. Según expone uno OpenMind Marika Taylor, física ese la universidad de Southampton ese tesis doctoral fue mando por Hawking, esta metafórico vello “sugiere modos dentro que los agujeros negros puede ser ~ guardar un registro después la información dentro su superficie, de modo que finalmente se recupera”.

Pero Perry advierte: si bien estas idea avanzan cara una posible resolución ese la paradoja de la información, alguna son la última palabra. “Mi visión denominada que los pelo originalmente es parte del la resolución del estos rompecabezas, pero cuales toda; allí que seguir avanzando”, dice. últimamente han he emergido otros modelos adicional al después pelo suave. “En el último par de año han llegó interesantes novedades acerca la recuperación ese información ese los agujeros negros”, agrega Taylor. Hacia Maldacena, estos nuevos avance suponen “hitos importantes dentro el analizar de la paradoja del la información”.

Según Tom Banks, físico del la universidad Rutgers ese compartió discusiones científicas alcanzar Hawking, ns aportaciones del inglés han continuar ~ “la pieza además importante dentro de el mejora hacia la comprensión —todavía extremadamente limitada— ese la conexión entre la mecánica cuántica y la relatividad general”, afirma a OpenMind. Este denominada un sendero que conductor recorriéndose límite siglo y en el ese queda cuantos por hacer. “El avance es bueno, pero la escala de momento para resolver estos problemas, los hasta luego profundos, es larga”, apunta uno OpenMind ns coautor ese estudio encima el cabello suave andrew Strominger, ese la universidad de Harvard; “llevamos cien años tratando ese entender los orificios negros. Creo que podremos solucionarlo dentro los próximos 50”.

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Una vitalidad que representa un año de evolución de M87 según simulaciones numéricas. Fuente: Illinois Physics

Lamentablemente, lo que ya jamás llegará hacía Hawking denominada el Nobel, un respuestas que cuales se otorga a encabezada póstumo y que ns científico qué es más popular ese su tiempo alguna llegó ns recibir, dado que solo se otorga por resultados de física teórica cuándo se comprueban experimentalmente. La a última paradoja hawkingiana fue que su colega roger Penrose recibió ns galardón en dos mil veinte por está trabajando que dentro de gran parte ambos desarrollaron dentro de colaboración. “El carrera profesional de Hawking era tan adelantado a los experimentos relevantes ese la patentiza experimental para avalarlo no estuvo libre durante la más alto parte ese su vida”, apunta Taylor. “Si Hawking aún hubiera continuar ~ vivo en 2020, semeja probable los hubiera comunes el premio”.