Agujero Negro
Un agujero negro es una región del espacio donde la gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar una vez que cruza el horizonte de eventos.
Definition
Un agujero negro es un lugar en el espacio donde la gravedad tira tan fuerte que nada puede escapar, ni siquiera la luz, razón por la cual se ve negro; las estrellas más grandes dejan uno atrás cuando colapsan. Su límite es el horizonte de eventos, dentro del cual la velocidad de escape excede la velocidad de la luz. Los agujeros negros estelares se forman a partir de estrellas de más de unas $20$ veces la masa del Sol, mientras que los agujeros negros supermasivos de millones a miles de millones de masas solares se sitúan en los centros de la mayoría de las galaxias grandes. En la relatividad general un agujero negro es una región del espaciotiempo curvada tan fuertemente que se forma un horizonte, y para una masa $M$ sin rotación su radio es el radio de Schwarzschild $r_s = 2GM/c^2$. Los agujeros negros se describen completamente por masa, giro y carga, y se detectan mediante rayos X del disco de acreción, las órbitas de compañeras, lentes gravitacionales, y ondas gravitacionales de fusiones.
Example
En 2019 los astrónomos publicaron la primera imagen de la sombra de un agujero negro, en la galaxia M87, un círculo oscuro rodeado de gas caliente brillante. Sagitario A*, en el centro de la Vía Láctea, tiene unos $4$ millones de masas solares, medidas rastreando estrellas que lo orbitan a miles de kilómetros por segundo. Para el Sol, $r_s \approx 3\ \text{km}$; para la Tierra es de unos $9\ \text{mm}$; y para Sagitario A* es de unos $1.2 \times 10^7\ \text{km}$, aproximadamente $17$ veces el radio del Sol.
Key Insight
Un agujero negro no es una aspiradora cósmica: si el Sol se convirtiera en un agujero negro de la misma masa, la Tierra seguiría orbitando exactamente como lo hace ahora, solo que fría y oscura. Nunca vemos el agujero mismo, solo sus efectos, como estrellas orbitando una masa invisible o gas calentado a millones de grados mientras cae en espiral hacia adentro. A distancia, la gravedad de un agujero negro es gravedad ordinaria para su masa; lo que lo hace especial es la compacidad, y la detección de LIGO en 2015 de agujeros negros en fusión confirmó estos objetos de la manera más directa posible.