Viaje al interior de un agujero negro

Dice la narración del video incrustado más abajo:

Los agujeros negros son de los objetos más simples del universo, más que las estrellas, planetas y seres humanos. Son creados cuando la materia es comprimida en un espacio muy pequeño, son la predicción más extrema de la relatividad general.

Se crean cuando una estrella mucho más masiva que el Sol muere. Usualmente se forman cuando su núcleo colapsa después de estallar.

En el corazón de un agujero negro existe una singularidad, un punto en el espacio infinitesimalmente pequeño  donde espacio y el tiempo se curvan infinitamente ante una fuerza gravitacionalmente infinita. En la singularidad el tiempo y el espacio dejan de existir como los conocemos.

¿Que pasaría si pudiéramos viajar dentro de uno de ellos? Para responder a esta pregunta consideremos un agujero negro muy simple, uno con masa pero sin carga eléctrica ni giro (spin). La animación muestra nuestro descenso. En la parte inferior izquierda una gráfica muestra en verde la zona segura donde nuestra nave puede orbitar el agujero y podemos escapar de éste. La parte amarilla es la zona de riesgo, donde la órbita es inestable.  Cualquier impulso nos puede meter al agujero negro o alejarnos de éste. La zona naranja es el área de peligro, donde la nave espacial no puede orbitar. La línea roja es el horizonte del cual no hay escapatoria.

Al otro lado de la imagen hay un reloj que registra el tiempo (el nuestro) remanente para ingresar al centro del a singularidad.

Conforme iniciamos nuestra aproximación podemos ver la distorsión de la luz en los bordes del agujero negro. Es la distorsión producida por el pozo de gravedad, doblando la luz de estrellas atrás en arcos circulares. Una red roja muestra el horizonte del cual nada puede escapar, ni siquiera la luz.

Como el paso de la luz está distorsionado, podemos simultáneamente ver los extremos anteriores y posteriores del agujero negro. Este horizonte es llamado el “radio de Schwarzschild”. Alrededor de tres radios de Schwarzschild marcan el fin de la órbita estable, el área verde. De aquí todavía puede escaparse.

Dos radio de Schwarzschild marcan la zona de riesgo, el área de órbita inestable. Cualquier pequeño impulso en esta zona, nos mandaría aleatoriamente dentro del agujero negro o nos alejaría de éste. También dentro de esta área encontramos la “esfera de fotones”, la distancia donde los rayos de luz permanecen en órbita. Es la zona donde algo puede acercarse lo más posible al agujero negro y aún puede permanecer en órbita. Para que nuestra nave espacial pudiera permanecer aquí, nuestros impulsores deberían gasta una cantidad de energía infinita.

Mientras caemos en el horizonte de un radio de Schwarzschild, algo inesperado ocurre. En lugar de caer a través de la red roja, esta permanece adelante de nosotros. El horizonte se divide en dos entidades, el horizonte y su antihorizonte. La luz de ambos nos pega mientras pasamos. El verdadero horizonte es visible sólo hasta que cruzamos. El antihorizonte permanece adelante de nosotros y nunca lo cruzamos.

Existe la creencia equivocada que si uno cae en el horizonte de un agujero negro uno es envuelto en la obscuridad pero lo que en realidad ocurre es que el universo se hace más y más brillante conforme nos aproximamos al horizonte, llegando a una brillantez infinita en el horizonte. En este punto del viaje ninguno de nosotros podemos percatarnos de esto. Después del horizonte el universo cae con una rapidez infinita superior a la velocidad de la luz, llevándonos con él. Nos encontramos a 0.8 radios de Schwarzschild.

Mientras caemos, las fuerza de gravedad en nuestros pies es mayor que la que hay en nuestras cabezas, despedazándonos verticalmente, y al mismo tiempo las fuerzas horizontales nos jalan, como una liga siendo estirada. Finalmente, al aproximarnos a la singularidad y damos una última mirada vemos que la intensa gravedad del agujero negro ha concentrado una vista del universo exterior en fina banda alrededor de nuestra cintura. La vista sobre y debajo de nosotros está opacada y rojiza, alrededor de nuestra confitura es clara y azulada. Nunca alcanzamos a ver el centro del agujero negro porque la luz es atrapada y atraída hacia éste.

Tristemente nuestro viaje nunca alcanza el centro de la singularidad, un décimo de tiempo antes de alcanzar el centro de la singularidad somos destrozados por las fuerzas de gravedad. Esto ocurre en todos los agujeres negros sin importar su masa, en un punto en donde el tiempo y espacio como los conocemos llegan a su fin.

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