Pregunta sobre agujeros negros

[Morzillo]

Acá va otra pregunta. Ando preguntón.
En un agujero negro la masa está concentrada en un volumen muy chiquito, pero ¿es en un punto? ¿o en un volumen muy chico simplemente?
No me refiero al horizonte de sucesos, me refiero a la masa.
saludos

[olteko]

Aun no se sabe, por eso es negro, no se puede ver ni medir nada de nada, solo en algunas galaxias distantes se detectaron columnas de algo saliendo en ambos lados del hoyo (¿¿gases??), de este tema no hay informacion concreta, aunque si es por especular particularmente creo que son transformadores de la materia y energia conocida en energia y materia oscura, como recicladores del universo dando las bases para el proximo bigbang.

[DrSagan]

Pincha AQUÍ. Es un foro de astrofísica, ahí encontrarás agujeros negros y lo que se te ocurra. Básicamente es el proceso final de una estrella supermasiva, un colapso gravitatorio.
Saludos.

[Tontxu]

Acá va otra pregunta. Ando preguntón.
En un agujero negro la masa está concentrada en un volumen muy chiquito, pero ¿es en un punto? ¿o en un volumen muy chico simplemente?
No me refiero al horizonte de sucesos, me refiero a la masa.
saludos

No se puede "determinar", se supone que es algo así como el principio del universo en "pequeñito". El asunto es, una masa infinita concentrada en un "punto infinito" que todo lo que se acerque a su frontera de sucesos la "caga" lo engulle . Aún y así, esta singularidad tiene sus efluvios y parece ser que siempre hay algo que logra escaparse del "jodido agujerito" las llamadas "particulas Hawkings" en honor al artista. Estas partículas (parece ser) logran evadirse de la potencia de tracción (del agujero) puesto que son más rápidas que los fotones (luz), aumque solo por unos instantes (magia). En una palabra no son tan negros como los pintan, ahora bien a mi me acojonan. Saludos, sin que como dice "el artista" esto no va a repercutir en la bolsa de Londres.

[DrSagan]

No la liemos... en física, si una ecuación da como resultado "infinito", seguarmente es errónea. Estos conceptos no pueden explicarse en un post, vuelvo a sugerir el link que puse antes.
Saludos.

[olteko]

NO queremos ir a otro foro, si alguien sabe algo que haga su comentario aca, y de su enlace de confirmacion de lo dicho, si no se sabe no se opina y nada mas.

[DrSagan]

Perfecto, hablemos aquí. Ya que va de agujeros negros, empecemos por los más pequeños: los AN cuánticos.

La menor masa que se cree que un agujero negro puede poseer, según la clásica descripción de agujero negro, es probablemente del tipo de la Masa de Planck, que es aproximadamente 2 × 10−8 kg ó 1,1 × 1019 GeV. A esta escala, la fórmula de la termodinámica del agujero negro predice que el miniagujero negro podría tener una entropía de sólo 4π nats; una temperatura Hawking de Tp/8pi, requiriendo energía térmica cuántica comparable aproximadamente a la masa del miniagujero negro completo; y una longitud de onda Compton equivalente al radio de Schwarzschild del agujero negro (esta distancia siendo equivalente a la longitud de Planck). Este es el punto donde la descripción gravitacional clásica del objeto finaliza, siendo recuperable con unas pequeñas correcciones cuánticas pero, en efecto, se rompe completamente.
La existencia de agujeros negros con esta masa es solamente hipotética, pero si los agujeros negros primordiales existen, estos podrían alcanzar esta condición como el final de la evaporación debido a la radiación de Hawking.
Bajo teorías estándar, la energía necesaria para producir microagujeros negros es mayor en varios órdenes de magnitud de la que puede ser producida en la Tierra en un acelerador de partículas como el Large Hadron Collider (con un máximo alrededor de 14 × 103 GeV), o ser detectada en colisiones de radiación cósmica en nuestra atmósfera. Es estimado que para colisionar dos agregados de fermiones dentro de una distancia de una longitud de Planck con la actual fuerza alcanzable del campo magnetico, requiriría de un acelerador de partículas de alrededor de 1000 años luz de diámetro para mantener a los agregados en la pista. Aunque si esto fuera posible, cualquier producto de la colisión sería inmensamente inestable y se desintegraría casi instantáneamente.
Algunos teóricos de cuerdas han sugerido que las múltiples dimensiones postuladas por la teoría de cuerdas podría crear la efectiva fuerza de la gravedad, muchas clases de magnitudes más fuertes a pequeñas distancias (energías muy poderosas). Esto podría reducir efectivamente la energía de Planck, y también hacer que las descripciones de agujero negro fueran validas aún con masas muy pequeñas. Pero esto es altamente especulativo.
Otros han pensado acerca de las básicas asunciones del programa de gravedad cuántica, donde realmente hay un caso que obliga a creer en la radiación de Hawking. Son sólo esas asunciones cuánticas las que guían a la crisis de la masa de Planck: en relatividad general clásica, un agujero negro podría ser desde en principio arbitrariamente pequeño.
Todo lo que se puede afirmar con certeza es que, con las predicciones actuales, un agujero negro con una masa menor a la masa de Planck es inconsistente e incompleto.
Existe la posibilidad de microagujeros negros artificiales: al ponerse en marcha el primer Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de manera totalmente funcional (hasta ahora solo se han realizado pruebas), se considera probable la primera creación artificial de micro agujeros negros a partir del choque y fusión de partículas subátomicas (hadrones) aceleradas a casi la velocidad c, a tal velocidad la materia bariónica incrementa enormemente su masa lo cual explica la formación de microagujeros negros los cuales sin embargo serían efímeros ya que se encontrarían (proporcionalmente a su masa y a la gravitación de tal masa) a bastante distancia de otros cuerpos materiales como para crecer.

Un enlace puede verse AQUÍ. No hay links a mi biblioteca.
Saludos.

P.S.: Por cierto, soy colaborador de la Wiki. A ver si sobrevivimos a la crisis

[Morzillo]

Muchas gracias a todos. Pero lo único que quería saber es si las cuentas dan que se colapsan infinitamente o si dan solo que se colapsan mucho. O tal vez el volumen tiende a cero a medida que el tiempo tiende a infinito. O tal vez llega a un volumen cero en un tiempo finito. No se, esa era mi pregunta. ¿cómo evoluciona el volumen en el que está contenido la masa a lo largo del tiempo? Y pregunto por las cuentas, o sea, teóricamente. Ya se que tal vez las teorías ´no se ajusten perfectamente a la realidad, pero solo quiero saber cual es la solucion a la que llegan teóricamente.

saludos a todos!

[DrSagan]

Prosigamos.
Otro tipo de agujero negro es el llamado "cargado".Un agujero negro cargado es un agujero negro que posee carga eléctrica. Aunque la repulsión electromagnética en masas comprimidas y eléctricamente cargadas es mucho mayor que atracción gravitacional ( 40 magnitudes), no se espera que agujeros negros con una carga eléctrica tan significativa puedan ser formados en la naturaleza.
Un agujero negro cargado es uno de los 3 posibles agujeros negros que podrían existir en la teoría de la relatividad general. Los agujeros negros se caracterizan por 3 cualidades, las que son:
Masa M (llamado un agujero negro de Schwarzschild si este no posee momento angular ni carga eléctrica),
Momento angular J (llamado un agujero negro de Kerr si este no tiene carga), y
Carga eléctrica Q (agujero negro cargado o agujero negro de Reissner-Nordstrom si el momento angular es cero, o un agujero negro de Kerr-Newman si tiene ambos momento angular y carga eléctrica).
Más adelante veremos cada uno. El problema es que aquí no se puede usar notación científica, seá un rollo de pegotear imágenes.
Saludos.

Link

[DrSagan]

Otro tipo:
Un agujero negro de Schwarzschild o agujero negro estático es aquel que se define por un solo parámetro, la masa M.Más concretamente el agujero negro de Schwarzschild es una región del espacio-tiempo que queda delimitada por una superficie imaginaria llamada horizonte de sucesos. Esta frontera describe un espacio del cual ni siquiera la luz puede escapar, de ahí el nombre de agujero negro. Dicho espacio forma una esfera perfecta en cuyo centro se halla la singularidad; su radio recibe el nombre de radio de Schwarzschild. La fórmula de dicho radio como se ha dicho depende únicamente de la masa del agujero.
La teoría de la relatividad predice que, dentro de un agujero negro de Schwarzschild, aparecerá una hipersuperficie límite teórica, tal que al acercarnos a ella el tensor de curvatura crece y crece sin límite. Ese tipo de objeto geométrico se conoce como singularidad espaciotemporal, y puede entenderse como un límite a partir del cual el espacio-tiempo no puede ser modelizado dentro de la teoría (se supone que cerca de la singularidad los efectos cuánticos son importantes).
Además el espacio-tiempo dentro de la región de agujero de Schwarzschild es geodésicamente incompleto para cualquier geodésica temporal dentro del agujero, lo cual significa que una partícula en caída libre dentro del agujero pasado un tiempo finito alcanzará la singularidad indefectiblemente. Actualmente no disponemos de ninguna teoría que nos diga que pasa exactamente cuando una partícula alcanza la singularidad.
En el caso de Schwarshild esta singularidad es de tipo temporal, si resultara que el hecho de llegar a una distancia suficientemente pequeña de la singularidad supusiera la destrucción de la partícula misma, como se supone a veces, entonces las partículas que se mueven a mayor velocidad dentro del agujero desaparecerían "volatizadas" más tarde y las más lentas antes. Ese hecho encaja con el carácter temporal de la singularidad, a diferencia de una singularidad espacial que puede entenderse más bien como un lugar geométrico.

Link

[DrSagan]

El agujero negro de Kerr-Newman. Éste es un agujero negro en rotación con carga eléctrica es aquel que se define por tres parámetros: la masa M, el momento angular J y la carga eléctrica Q. Esta solución fue obtenida en 1960 por los matemáticos Roy Kerr y Erza Newman a las ecuaciones de campo de la relatividad para objetos masivos eléctricamente cargados o con conservación de momento angular.
El agujero negro de Kerr-Newman es una región no isótropa que queda delimitada por tres zonas: un horizonte de Cauchy, un horizonte de sucesos externo y una ergoesfera. Debido a la conservación del momento angular, la forma que toma el conjunto es la de un elipsoide, que en cuyo interior contiene una singularidad en forma de anillo o toro comprimido a volumen prácticamente cero (el caso contrario sería un agujero negro de Reissner-Nordstrom).
Finalmente,el agujero negro de Reissner-Nordstrøm es una región isótropa que queda delimitada por dos horizontes de sucesos: uno externo llamado sin más horizonte de sucesos, y otro interno llamado horizonte de Cauchy. Dichos espacios forman una esfera perfecta, debido a la carencia de momento angular, en cuyo centro se encuentra una singularidad espaciotemporal simple, a diferencia del caso más general de un agujero negro de Kerr-Newman que puede presentar singularidades en forma de anillo.
Una vez vistos los diferentes tipos, veamos la forma usual de formación.
Una estrella supermasiva, con varias veces la masa solar, no tiene forma de impedir el colapso gravitatorio. En el caso de las enanas blancas, la presión de los electrones la sostiene, en las estrellas de neutrones las fuerzas nucleares compensan la gravedad. Pero en unas supergigante, no hay fuerza en el Universo que pueda impedir el colapso. Si hablamos de una estrella de unas 20 Ms, al agotarse su combustible nuclear la gravedad hará que se encoja hasta tener el tamaño de una ciudad, llegando al increíble valor de 10^10g. Con estas fuerzas de marea gravitacionales el continuum espaciotiempo se rompe, y la estrella, por decir así, se desliza por esa fisura que ella misma ha creado. Estos objetos son fuentes de emisión de rayos X muy potentes. Los agujeros negros más citados son Cyg-X1, V861 Scorpii, GX-339-4, SS433 y Circinus X2. Es de hacer notar que los rayos X no salen del interior del agujero negro, sino que se forman por fricción del gas y polvo que se acumulan en el disco de acreción que rodea al agujero negro propiamente dicho.
Espero haber aclarado alguna duda. Quien quiera saber más, os dejo el link de la Wikipedia en el artículo central AQUÍ, luego podéis ir siguiendo los sucesivos links que propone, ya que he pasado de postear las fórmulas (habría tenido que hacerlo posteando imágenes, y la capacidad de Flickr es limitada). De todos modos, la información accesible en internet es forzosamente limitada, pero puede valer como aproximación al tema.

P.S.: He dejado intencionalmente de lado los agujeros supermasivos formados por la unión de varios AN, y la teoría de formación de AN primordiales. Quien esté interesado en ello, en el enlace de la Wiki podrá informarse.

Saludos.

[Pastranec]

Muchas gracias a todos. Pero lo único que quería saber es si las cuentas dan que se colapsan infinitamente o si dan solo que se colapsan mucho. O tal vez el volumen tiende a cero a medida que el tiempo tiende a infinito. O tal vez llega a un volumen cero en un tiempo finito. No se, esa era mi pregunta. ¿cómo evoluciona el volumen en el que está contenido la masa a lo largo del tiempo? Y pregunto por las cuentas, o sea, teóricamente. Ya se que tal vez las teorías ´no se ajusten perfectamente a la realidad, pero solo quiero saber cual es la solucion a la que llegan teóricamente.

saludos a todos!

Se colapsan mucho, y no infinitamente, no son un punto de dimensión cero. Quiero decir los agujeros negros astronómicos, en los que en el tamaño de un planeta pequeño se encuentra la masa de un sistema solar o más. Aunque para saber más lee los post de DrSagan.

[Morzillo]

Ahhhhhhhhh, se agradece