¿Qué pasa si caes en un agujero negro?

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 03:53

Si un astronauta se acerca a un agujero negro, sus perspectivas no son muy brillantes.

En resumen, morirá. Más detallado: no se sabe exactamente qué sucederá. La ciencia solo puede especular. Pero no habrá nada particularmente agradable, créame.

A una distancia respetuosa, el agujero negro se comporta como una estrella de masa similar: puedes entrar en una órbita estable a su alrededor y girar allí durante años. Según los científicos, incluso pueden existir planetas habitados allí. Pero cuanto más te acerques al agujero, más problemas habrá.

La radiación matará a una persona

Si cree que un agujero negro dañará a una persona solo cuando cruza el horizonte de sucesos (el borde alrededor del agujero, por lo que ni siquiera la luz puede regresar), está equivocado. Las dificultades comenzarán mucho antes y serán literalmente mortales.

Los agujeros negros rara vez están solos. Por regla general, están rodeados por una enorme pila de materia: gas, que quedó después de que alguna estrella mordiera el agujero. El gas vuela en órbita a una velocidad tremenda, por lo que tiene una energía cinética monstruosa y se calienta a temperaturas gigantescas.

Esta cosa que gira rápidamente e incinera alrededor de un agujero negro se llama disco de acreción.

Los espectadores interestelares saben cómo debería verse un disco de acreción. El agujero negro en sí es invisible, ya que absorbe cualquier luz que incida sobre él, pero se puede ver el remolino de materia a su alrededor. Es el disco de acreción que es la cosa naranja brillante que los telescopios Event Horizon Telescope capturaron en abril de 2019.

Los discos de acreción de los agujeros negros emiten una poderosa radiación electromagnética. La energía de los rayos X y los rayos gamma es un millón de millones de veces mayor que la de la luz visible.

Además, teóricamente, el propio agujero negro también puede emitir radiación de Hawking. Es cierto que los astrofísicos aún no están seguros de esto, y el poder de radiación es insignificante.

Es poco probable que todas estas corrientes de partículas cargadas, que el agujero negro esparce durante cientos de años luz a su alrededor, añadan salud. El cuerpo celeste rematará a una persona incluso al acercarse con radiación ordinaria, sin recurrir a violaciones de la topología de las distorsiones del espacio y el tiempo.

Será quemado por la materia del disco de acreción

Supongamos que el astronauta se ocupó de la seguridad radiológica con anticipación; por ejemplo, se puso un abrigo forrado de plomo de un metro de espesor sobre un traje espacial. Y, decidido a descubrir qué hay en las misteriosas profundidades del agujero negro, continúa en caída libre hacia él.

Pero otro obstáculo aguarda al investigador, a saber: el disco de acreción que ya nos es familiar. Consiste en un gas muy caliente.

El disco se calienta cuando las partículas de gas chocan entre sí, haciendo círculos a una velocidad vertiginosa alrededor del agujero negro. La energía cinética se transforma en energía térmica, y lo hace muy bien: la materia cerca de un agujero negro promedio puede calentarse hasta millones o incluso billones de Kelvin. Esto es un poco más alto que, por ejemplo, la temperatura de nuestro Sol: 5.778 K en la superficie, 15 millones de K en el núcleo.

Probablemente, no vale la pena recordar que no es seguro volar a través de corrientes de plasma incandescente. Si una persona no muere por la radiación, entonces una temperatura alta.

En general, los discos de acreción de los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias se encuentran entre los objetos más brillantes del espacio. Se llaman "cuásares". La más caliente de todas, J043947.08 + 163415.7, se tuesta como 600 billones de enanas amarillas normales como el Sol, si conspiraran y hablaran a la vez.

Por cierto, periódicamente, los agujeros negros envían al Universo chorros relativistas, o chorros, corrientes de plasma a una velocidad cercana a la de la luz, generalmente en pares, dirigidos desde los polos en direcciones opuestas.

Los astrofísicos todavía están debatiendo por qué sucede esto, pero parece que los campos magnéticos alrededor del agujero están haciendo algo interesante con el gas en el disco de acreción. El chorro puede entrar en erupción continuamente durante 10 a 100 millones de años.

Entonces, al caer sobre un agujero negro, una persona debe evitar sus polos, para no caer bajo los chorros relativistas.

Espaguetiza

En vista de lo anterior, probablemente sea mejor viajar a un agujero negro sin un disco de acreción. Estos también suceden, si no hay estrellas en el vecindario desde las que pueda bombear gasolina. Es decir, el agujero ya se los ha tragado a todos de forma segura.

Por ejemplo, el agujero negro en el centro de la galaxia Markarian 1018 absorbió toda la materia a su alrededor y se quedó sin gas cerca. Los astrofísicos llaman a estos agujeros hambrientos. Cosas pobres.

O el agujero supermasivo Sagitario A en el centro de nuestra Vía Láctea: tiene un disco 1 imperceptible y extremadamente pequeño.

2.. Por eso es tan difícil vigilarla.

En general, es muy posible acercarse al horizonte de sucesos de un agujero negro sin chocar con corrientes de plasma caliente.

Los problemas que tendrá el astronauta a continuación dependerán del tamaño del agujero negro.

Si una persona cae sobre un objeto que tiene una masa de, digamos, aproximadamente una masa solar (332,946 veces la masa de la Tierra), entonces esto es lo que sucederá.

A medida que nos acerquemos a este interesante cuerpo celeste, también aumentará la fuerza de gravedad con la que afecta a una persona. A cierta distancia del agujero, resulta que la gravedad en las piernas será muchas veces mayor que la gravedad en la cabeza. Esta diferencia se llama "fuerza de marea".

Los resultados de la influencia de esta fuerza los describe el físico Neil DeGrasse Tyson en el libro "La muerte en un agujero negro y otros pequeños problemas cósmicos".

Primero, las fuerzas de marea del agujero negro romperán al astronauta por la mitad exactamente en el medio del cuerpo (si, por supuesto, cae en el agujero como un soldado, y no de lado). Luego se romperá las piernas y el torso por la mitad. Entonces otra vez. Y así en progresión geométrica, hasta que incluso los átomos de los que se hace la víctima se desintegran en partículas elementales. Entonces toda esta corriente de partículas estará más allá del horizonte de eventos.

La tierra también crea una fuerza de marea en tu cuerpo, pero no lo suficiente como para destrozarte, así que no te preocupes.

Eso es todo. El fenómeno se llama en broma "espaguetificación". Por lo general, las fuerzas de marea de los agujeros negros espaguetizarán a las estrellas, pero también se las arreglarán con los humanos.

Sin embargo, hay una salvedad.

Sucederá algo terrible, pero no sabremos qué es exactamente

Las fuerzas de marea, como explica Neil Tyson, aumentan cuanto más el tamaño del objeto en relación con la distancia al centro del agujero. Esto significa que un agujero negro de tamaño mediano hará pedazos al astronauta y se dividirá en átomos incluso al acercarse.

Pero si el agujero negro es lo suficientemente masivo y con un radio enorme, sus fuerzas de marea comenzarán a estirar al viajero después de que cruce el horizonte de eventos.

Al mismo tiempo, probablemente, una persona incluso puede sobrevivir, dice el físico Leo Rodríguez, porque el horizonte de eventos no es una barrera física, sino simplemente el límite del efecto gravitacional de un agujero negro, en el que ni siquiera la luz puede escapar de él.

Justo antes de caer sobre el horizonte, el viajero puede tener tiempo para ver cómo toda la luz de las estrellas circundantes se distorsiona y luego se reduce a un punto detrás, que primero se volverá rojo, luego blanco y luego azul. Esto se debe al efecto de la gravedad del agujero sobre las longitudes de onda de la luz que pasa (esto se llama "desplazamiento azul").

Pero nadie puede decir exactamente qué pasará en el horizonte. El problema es que las leyes de la física a las que estamos acostumbrados no funcionan allí. Por lo tanto, los científicos solo pueden asumir lo que sucede con la materia en el agujero negro.

Lo más probable es que, según Neil Tyson, una persona esté espaguetándose de forma segura, no antes del horizonte de sucesos, sino detrás de él. Entonces, lo que quede del viajero caerá en una singularidad: una región del espacio con densidad infinita en el centro del agujero. Aquí.

Así que no habrá estanterías ni mensajes en código Morse del pasado enviados a su hija como en Interstellar.