Agujeros Negros

Molina Sánchez Diane del Rayo

Desarrollo de Habilidades en el uso de Tecnologías de Información y Comunicación

Facultad de Medicina

Licenciatura en Medicina

BUAP

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Agujeros NegrosPostura respecto al tema:

Los Agujeros Negros, el tema que nos ocupa en el presente ensayo, son una

región del espacio con un gran poder gravitacional, el cual atrae objetos los cuales

desaparecen, es de vital importancia conocerlos ya que se cree que algunos de

ellos se encuentran en la Vía Láctea, la postura del presente trabajo, pretende,

mediante las fuentes de información posteriormente citadas, convencer al lector de

la presencia de estos agujeros en la galaxia, como funcionan y porque existen, se

analizan las opiniones tanto a favor como contrarias de diferentes expertos en el

tema, se espera despertar el interés del lector para posteriormente ampliar

mediante sus propios medios su conocimiento respecto al tema.

Léxico

Se utiliza un lenguaje coloquial, de fácil entendimiento, a excepción de ciertos

términos matemáticos, pero estos son aclarados en el mismo ensayo.

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Índice

Introducción...........................................................................................3

Desarrollo..............................................................................................3

Antecedentes Históricos.....................................................................3

¿Qué es un Agujero Negro?...............................................................4

Existencia de Agujeros Negros...........................................................4

Creación de Agujeros Negros.............................................................4

Relación espacio-tiempo de los agujeros negros............................5

Agujeros Negros y sus funciones.......................................................5

Agujeros Negros en la Vía Láctea......................................................6

Stephen Hawking y su teoría sobre los Agujeros Negros..................6

Conclusión.............................................................................................7

Bibliografía.............................................................................................9

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Introducción¿Qué es un Agujero Negro?, ¿por qué se forman?, ¿pueden hacernos algún

daño?, estás son solo algunas interrogantes que los seres humanos se han hecho

sobre su descubrimiento hace algunos años y que nos llevan a la creación de este

ensayo, es importante, primero comprender qué es un agujero negro para poder

responder las interrogantes planteadas al inicio del presente trabajo.

Un agujero negro u hoyo negro es una región del espacio-tiempo provocada por

una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la

densidad, lo que provoca un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material,

ni siquiera los fotones de luz, puede escapar de dicha región.

Sabiendo esto, podemos empezar a hablar de Agujeros Negros, en este ensayo

se plantea demostrar que los agujeros negros como enigma científico

proporcionan un amplio campo de estudio, se da una justificación basada en

estudios previos para comprobar su existencia en esta galaxia como en otras, las

pocas funciones que se cree que poseen, así como el proceso de formación de un

agujero negro. Todo esto con el objetivo de que el lector demuestre un mayor

interés en el conocimiento de estos al final del ensayo y que entienda que las

cuestiones científicas también deben formar parte de nuestra cultura general. En

la licenciatura en medicina, como en muchas otras, se ha dado prioridad al

conocimiento científico-biológico, dejando de lado otros tipos de conocimiento

como el artístico y en este caso el físico-matemático, por ello se debe enfatizar

que un médico debe conocer un poco de todos los temas, dejando esto claro, se

procede a continuar con las diferentes teorías que se han presentado a lo largo de

los años sobre este fascinante fenómeno, principalmente la de Stephen Hawkings

quien es pionero en este campo.

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DesarrolloAntecedentes HistóricosEl agujero negro fue descubierto teóricamente por John Mitchell, de Cambridge, a

finales del siglo XVIII. Sin embargo, el término de agujero negro fue introducido ya

hace más de 200 años, aunque el nombre sólo data de 1967. Mitchell escribió un

artículo en el que afirmaba que una estrella súper masiva en un pequeño espacio

tendría un campo gravitatorio tan intenso que ni la luz escaparía de él. En algunos

libros se le atribuye por error ese término al marqués de Laplace, qué incluyó esta

idea en su libro “El Sistema del mundo” solo en las dos primeras ediciones

Bien, la idea del agujero negro cayó en desuso hasta 1915, cuando un alemán de

origen judío publicó la “Teoría de la Relatividad General”, y poco después, un

científico llamado Schwarzschild encontró una solución a una de las ecuaciones

de esta teoría, que correspondía a un agujero negro.

¿Qué es un Agujero Negro?Un agujero negro es un cuerpo celeste con un campo gravitatorio tan fuerte que ni

siquiera la radiación electromagnética puede escapar de su proximidad. Un campo

de estas características puede corresponder a un cuerpo de alta densidad con una

masa relativamente pequeña -como la del Sol o menor- que está condensada en

un volumen mucho menor, o a un cuerpo de baja densidad con una masa muy

grande, como una colección de millones de estrellas en el centro de una galaxia.

Existencia de Agujeros NegrosNunca podríamos observar uno de ellos ya que no reflejarían ni emitirían ningún

tipo de radiación ni de partícula. Pero hay ciertos efectos que sí pueden ser

detectados. Uno de estos efectos es el efecto gravitatorio sobre una estrella

vecina.

Aparte de esto también hay que tener en cuenta que S. Hawking dedujo que un

agujero negro produciría partículas subatómicas en sus proximidades, perdiendo

masa e irradiando dichas partículas, lo cual sería otro modo de detección.

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Creación de Agujeros NegrosPara entender la formación de un agujero negro, es importante entender el ciclo

de formación de una estrella. Una estrella se forma al concentrarse una gran

cantidad de gas, principalmente hidrógeno, las cuales, por gravedad empiezan a

colapsarse entre sí. Los átomos comienzan a chocar unos con otros, lo cual hace

que el gas se caliente, tanto que luego de un tiempo las partículas de hidrógeno

forman partículas de helio por fusión nuclear. Este calor hace que la estrella brille

y que la presión delgas sea suficiente para equilibrar la gravedad y el gas deja de

contraerse.

Relación espacio-tiempo de los agujeros negrosLos agujeros negros son unos de los más fascinantes objetos que la teoría de la

relatividad general de Einstein predice. Los agujeros negros tienen una historia

interesante y han dado origen a muchas sorpresas teóricas que han conducido a

una mejor comprensión de la naturaleza del espacio-tiempo.

Los agujeros negros se pueden formar en procesos astrofísicos cuando estrellas

que son varias veces más masivas que el sol se quedan sin combustible nuclear e

implosionan bajo su fuerza gravitatoria. Existe gran cantidad de evidencia

experimental de que hay algunos agujeros negros en el universo. Estos agujeros

astrofísicos se presentan en dos tipos principales. Algunos tienen una masa varias

veces más grande que la masa del sol y se producen por colapsos estelares.

Como los agujeros negros son negros, es muy difícil verlos. Algunas veces

tenemos la suerte de que haya gas cayendo dentro del agujero negro. A medida

que cae, este gas se calienta y emite una radiación característica que luego se

detecta. Este gas puede provenir de otra estrella que esté orbitando alrededor del

agujero negro. En otras palabras, podemos comenzar con dos estrellas que están

orbitando, una alrededor de otra, una colapsa y se convierte en un agujero negro.

Entonces el gas de la otra puede comenzar a caer dentro del agujero negro.

Existen también agujeros negros mucho más masivos en el centro de las galaxias.

Estos poseen la masa de mil millones de soles. Nuevamente, cuando la materia

cae dentro de estos agujeros negros se puede calentar y emitir radiación que es

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finalmente detectada por nosotros acá en la Tierra. Se cree que todas las galaxias

grandes como la nuestra, tienen un agujero negro en el centro.

Agujeros Negros y sus funcionesLa función en la vida real de los agujeros negros no es la de un portal en el cual

entrar y viajar a través de un agujero de gusano y salir por un agujero blanco, sino

que simplemente no tiene una función específica comprobada, pudieran ser

muchas, como la de impedir que radiación súper alta llegue a los planetas donde

pudiera haber vida, o que sea un centro en el cual crea un sistema en el cual

circulan otros astros, y así que posiblemente estén más cerca algunas posibles

civilizaciones para interactuar entre ellas, o que su alta luminosidad deje sin ver a

los demás astros (esto sólo si el espacio tiempo no se distorsionara, lo que haría

que el astro (el agujero negro), brillará por su gran masa y calor que produciría),

entre muchas más posibilidades de su función. Pero nada comprobado.

Las estrellas al final de su vida tienen etapas, una de ellas es la de la

concentración de su masa en un volumen pequeño, cuando esto ocurre se

transforma en un agujero negro.

Los agujeros negros súper masivos, como en el centro de las galaxias, tienen ese

gran tamaño por una estrella muerta, que fue atrayendo más materia haciéndose

cada vez más grande a través del tiempo y así creando un gran súper masivo

agujero negro, por lo tanto, un gran astro compuesto de masa que distorsiona el

espacio-tiempo haciendo que nada salga de ahí.

Agujeros Negros en la Vía LácteaUn agujero negro supermasivo es un agujero negro con una masa del orden de

millones o miles de millones de masas solares.

Estudios científicos sugieren fuertemente que la Vía Láctea tiene un agujero negro

supermasivo en el centro galáctico, llamado Sagitario A*. Se cree que muchas, si

no todas las galaxias, albergan un agujero negro supermasivo en su centro. De

hecho, una de las teorías más extendidas en los últimos tiempos es la de suponer

que todas las galaxias elípticas y espirales poseen en su centro un agujero negro

supermasivo, el cual generaría la gravedad suficiente para mantener la unidad.

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Stephen Hawking y su teoría sobre los Agujeros NegrosStephen Hawking, físico teórico británico, es conocido por sus intentos de aunar la

relatividad general con la teoría cuántica y por sus aportaciones íntegramente

relacionadas con la cosmología.

Stephen William Hawking nació el 8 de enero de 1942 en Oxford, Inglaterra.

A los once años Stephen fue a la Escuela de St Albans, y luego al Colegio Mayor

Universitario en Oxford, el antiguo colegio de su padre. Stephen quería hacer

Matemáticas, pese a que su padre habría preferido Medicina. Como Matemáticas

no podía estudiarse en el Colegio Universitario, él optó por Física en su lugar.

Después de tres años y no mucho trabajo se le concedió el título de primera clase

con honores en Ciencias Naturales.

Stephen fue entonces a Cambridge para investigar en Cosmología. Tras ganar el

Doctorado en Filosofía pasó a ser Investigador, y más tarde Profesor en los

Colegios Mayores de Gonville y Caius. Después de abandonar el Instituto de

Astronomía en 1973, entró en el Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física

Teórica, y desde 1979 ocupa el puesto de Profesor Lucasiano de Matemáticas,

ocupado años atrás por Isaac Newton.

Stephen Hawking ha trabajado en las leyes básicas que gobiernan el universo.

Junto con Roger Penrose mostró que la Teoría General de la Relatividad de

Einstein implica que el espacio y el tiempo han de tener un principio en el Big

Bang y un final dentro de agujeros negros. Semejantes resultados señalan la

necesidad de unificar la Relatividad General con la Teoría Cuántica, el otro gran

desarrollo científico de la primera mitad del siglo XX.

Una consecuencia de tal unificación era que los agujeros negros no eran

totalmente negros, sino que podían emitir radiación y eventualmente evaporarse y

desaparecer. Otra conjetura es que el universo no tiene bordes o límites en el

tiempo imaginario. Esto implicaría que el modo en que el universo empezó queda

completamente determinado por las leyes de la ciencia.

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Más tarde depuró este concepto considerando todas estas teorías como intentos

secundarios de describir una realidad, en la que conceptos como la singularidad

no tienen sentido y donde el espacio y el tiempo forman una superficie cerrada sin

fronteras.

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Conclusión.En este ensayo hemos podido revisar principalmente que contrario a lo que

muchos piensan, el avance en el estudio de los agujeros negros aún es pequeño y

se deben realizar muchas pruebas más antes de dar una definición concreta, sin

embargo no se puede seguir negando su existencia ya que las diferentes ciencias

han comprobado que en efecto es posible y más que real, y que puede llegar a

afectar a nuestro planeta, principalmente porque se ha comprobado que existe

uno en la Vía Láctea. Sus funciones también permanecen como un enigma, pero

no hay duda alguna de que deben representar alguna función, como sabemos,

todo lo que está presente en el universo tiene alguna característica que lo vuelve

útil. Personas como Stephen Hawkings han ayudado a esclarecer un poco el

enigma que representan, y se espera que en un futuro cercano, aparezcan más

estudiosos sobre el tema que puedan brindarnos más información.

En el aspecto médico, la información sobre los agujeros negros es poco útil, sin

embargo, como ciudadanos y personas pertenecientes al planeta, debemos tener

conocimiento general de los agujeros negros y sus implicaciones como un aspecto

cultural-científico adicional. Entonces tú como lector ¿qué opinas? ¿Crees que en

el futuro tendremos más información sobre los agujeros negros? Yo,

personalmente espero que así sea, ya que ayudaría a esclarecer uno de los más

grandes misterios del universo.

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Bibliografía

Astronomia. (16 de Febrero de 2015). ¿Qué es un agujero negro? Obtenido de http://www.astromia.com/astronomia/negroagujero.htm

Geographic, N. (2013 de Marzo de 13). Agujeros Negros. Obtenido de http://www.nationalgeographic.es/ciencia/espacio/black-holes-article

Hawking, S. (1993). Agujeros negros y pequeños universos y otros ensayos - (Black Holes and Baby Universes and Other Essays). En S. Hawking, Agujeros negros y pequeños universos y otros ensayos (págs. VXIII, 301 p.). España: Porrua.

ILCE EDU. (8 de Julio de 2012). La detección de los hoyos negros. Obtenido de http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/50/html/sec_6.html

Maldacena, J. (23 de Enero de 2014). Los Agujeros Negros y la Estructura del Espacio-tiempo. Obtenido de Institute for Advanced Study, Princeton, New Jersey 08540, EEUU : http://casanchi.com/fis/anegros01.pdf

Pino, F. (13 de Agosto de 2013). Como Muere una Estrella. Obtenido de http://curiosidades.batanga.com/3613/como-muere-una-estrella