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¿Por qué existen los agujeros negros?
Pregunta: Valeria Mejía, 11 años
Responde: Daniel Barrera, estudiante de Geología
Antes de entender por qué existen y cómo se crean los agujeros negros, propongo imaginarnos algo. Pensemos en dos autos, un tractor muy grande y un carro pequeño. Supongamos que estos automóviles se encuentran en la gasolinera y tanquean exactamente la misma cantidad de combustible. Supongamos, además, que ambos salen al mismo tiempo a la carretera. Ahora bien, habiendo imaginado esta situación, debemos preguntarnos: ¿cuál de los dos autos consumirá primero todo su combustible? La respuesta es casi obvia; lo hará el tractor grande debido a que necesita mayor cantidad de energía para funcionar.
Una situación similar ocurre con las estrellas. Una estrella grande, de varias veces el tamaño de nuestro sol, consumirá primero todo su combustible (hidrógeno) que una estrella pequeña, de aproximadamente el tamaño de nuestro sol. De igual manera que con el tractor, esto se da porque una estrella masiva necesita de más energía para funcionar. Así, las estrellas gigantes están condenadas desde su nacimiento a morir primero, ya que a diferencia de los carros, no pueden ir a una gasolinera y tanquear.
En este punto surge una cuestión de suma importancia, que puso a pensar a los científicos durante mucho tiempo: ¿qué ocurre, entonces, cuando muere una estrella? La primera respuesta que surgió fue que una vez se hubiera agotado todo su combustible, una estrella empezaría a enfriarse y por ende, a contraerse. Pero, ¿qué le ocurriría cuando empezara a contraerse? A esta pregunta le dio respuesta un científico hindú de apellido Chandrasekhar. Él predijo que una estrella en contracción, con masa dos veces y media mayor a la de nuestro sol, sería incapaz de soportar su propia gravedad. ¿Qué implicaciones tiene esto? Ya lo veremos.
Hoy en día, los científicos llaman límite de Chandrasekhar a esta masa. Este límite le permitió a los astrofísicos predecir lo que ocurriría con las estrellas que estuviesen por debajo o por encima de él. A una estrella con una masa menor a la del límite, le pueden ocurrir dos cosas: la primera, que se convierta en una enana blanca, es decir, una estrella de varios miles de kilómetros y muy pesada; o la segunda, que se convierta en una pesada estrella de neutrones, que se caracteriza por ser muy pequeña (unos 12 o 15 kilómetros).
Para una estrella de masa superior al límite de Chandrasekhar, las cosas se complican. Algunas logran explotar, pero otras se ven obligadas a comprimir toda su masa y su volumen en un solo punto. En esta instancia, les pido que volvamos a imaginar. Imaginemos nuestro planeta, con todas nuestras pesadas montañas, edificios, y demás, comprimiéndose en un solo punto. Piensen en todo el peso de la Tierra, y piensen en que ese punto es tan pesado como eso.
Ahora, imaginemos una estrella millones de millones de veces más pesada que la Tierra comprimida en un solo punto. ¿Pueden comprender lo denso que será ese punto? Quizás sí, quizás no, pero para hacernos una idea, debemos recordar algo de física. Recordemos que un cuerpo atrae a otro de menor masa debido a la acción de la gravedad. Nosotros estamos pegados a la tierra debido a esto, y la Tierra gira alrededor del sol, acercándose a él unos cuantos centímetros cada miles de años, debido a ella. Ahora, para un punto tan increíblemente denso, la fuerza de la gravedad será tan increíblemente grande, que ni los rayos de luz que sean atraídos a él podrán escapar. Y como nada puede moverse más rápido que la luz, nada más podrá hacerlo. Debido a esto, no existirá luz que nos permita ver en ese punto, pero sí sabremos que está absorbiendo todo a su alrededor. A este punto en el universo es al que llamamos agujero negro.