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Ahora que ya hablamos sobre qué es un agujero negro y cómo se detectan, podemos contarte sobre la vida de los agujeros negros. Aunque pareciera que los agujeros negros son eternos, no lo son. El mecanismo por el cual el agujero negro pierde masa, o energía, es a través de un proceso de creación-aniquilación de partícula y antipartícula; las cuales son llamadas partículas virtuales.

Si este proceso de creación y aniquilación ocurre justo en el horizonte de eventos, puede ocurrir que una de las partículas caiga dentro del agujero negro y la otra escape al espacio; entonces dejamos de llamar a esta partícula “virtual”. 

Así, al emitirse una partícula, su contraparte disminuye la masa del agujero negro. Por lo tanto, los agujeros negros pierden una cantidad muy pequeña de su masa a través de este proceso, llamado radiación de Hawking (Figura 1). Una característica importante es que esta radiación se emite a una rapidez que es inversamente proporcional a la masa. Esto quiere decir que los agujeros negros masivos tardan más en evaporarse, pero conforme se hacen pequeños, se desintegran cada vez más rápido, terminando sus días con un gran destello de radiación.

Hay que tener en cuenta, que a pesar de que un agujero negro puede “engañar a la muerte” acrecionando más materia, eventualmente la expansión del Universo diluirá su contenido hasta que ya no tenga nada a su alcance para comer. Un agujero negro muy pequeño podría desaparecer en un instante astronómico, pero uno supermasivo, como el que tenemos en el centro de nuestra galaxia, podría tomar un googol, o 10100 años. Esta es una cantidad, que si la medimos en millones de años, podría referirme a ella como “brutalmente inimaginable” y aún así nos quedamos muy cortos. A pesar de que para nosotros, un google años es indistinguible de la eternidad, no es para siempre. 

Ya vimos que la cantidad de masa rige el destino del agujero negro, así que no es tan sorprendente que sea una de las características fundamentales para su clasificación. Sin embargo, existen otros parámetros que también modifican su destino: rotación y carga. 

Como ejemplo, los efectos gravitacionales de la famosa película Interestellar fueron simulados basándose en un agujero negro que rota. Este tipo de objetos astrofísicos son conocidos como agujeros negros de Kerr y abundan en el Universo. Físicamente, la rotación incrementa la intensidad de la atracción gravitacional y además implica una atracción hacia la dirección de giro. Como en la Figura 2, el resultado es bastante intuitivo, un agujero sin rotación nos jala hacia el centro (flechas verdes); como si fuéramos arrastrados por la corriente al desagüe. Aún más, si la corriente del desagüe gira como en la figura, esta nos arrastraría en su dirección (flechas naranjas).

Figura 2. Esquema del arrastre de un agujero negro de Kerr. Flechas verdes hacia el centro y flechas naranjas en dirección de la rotación del agujero negro. Créditos: Joar y Aslhy Pastor.

Con esta nueva característica, rotación, no solo existen regiones donde un rayo de luz no podría escapar de su fin en un agujero negro, sino que también existen zonas donde estos rayos no pueden permanecer sin rotar en dirección del agujero negro (zonas grises del elipsoide). Es de imaginarse que el tamaño de estas zonas depende también de la rapidez con la que los agujeros negros rotan y por ello este parámetro de rotación también categoriza a los agujeros negros. Otro parámetro que un agujero negro puede tener es carga, la cual también categoriza a los agujeros negros.

De los tres parámetros mencionados (masa, rotación y carga), la masa es el parámetro más estudiado, continuando con la rotación. De hecho, algunas de las pruebas que se han realizado para comprobar la teoría de relatividad detrás del modelo cosmológico estándar consideran pequeños valores de estos parámetros: masa y rotación. 

Además de estos tipos de agujeros negros existen otros que están tomando la atención de la comunidad científica; estos permiten la exploración de nuevas teorías que nos ayuden a explicar el Universo y su origen. El estudio de los agujeros negros y otros objetos astrofísicos nos brinda un laboratorio natural en donde los límites predictivos de la relatividad general y otras teorías podrían ser probadas; por lo tanto, hay potencialmente nueva Física que será descubierta por las generaciones futuras de científicos (puede que alguno de ellos esté leyendo esto ahora). Quizá próximamente podremos crear esta clase de fenómenos en nuestros laboratorios.

¿Quieres saber más?

Hawking, S.W. (1972), “Black holes ‌relativity“, Commun.Math. Phys. 25: 152–166.

Gravity Probe A.

Gravity Probe B.

The Beginning to the End of the Universe: How black holes die | Astronomy.com

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Joar Contributor
Colaborador en La BioZona

Soy estudiante de doctorado en la Universidad de León, Guanajuato, México. Soy físico y me interesan temas de Cosmología y Relatividad como Large Scale Structure (LSS), teorías f(R), relatividad 3+1 y weak lensing; particularmente simulaciones de N cuerpos, y estadística de 2-3 puntos. Mi tema de investigación justo abarca estadística de 2-3 puntos como herramienta para análisis y modelado de datos en mediciones del LSST en el observatorio Vera Rubin, en Chile

Me gusta pensar que la ciencia nos ayuda a evolucionar a un estado de humanidad cada vez más conscientes y libres.

Me gusta disfrutar de una buena charla con café, escuchar música, leer y jugar videojuegos.

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