Agujeros Negros - Informe Escolar

Ciencia y Educación | Más de 3 meses
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En el siguiente informe haremos énfasis sobre un tema fuertemente relacionado con la astronomía, y a su vez, explicada por la astrofísica. Estudiado hace ya varias décadas por diversas clases de científicos como Stephen Hawking, George Ellis, Roger Penrose; entre otros, los cuales se basaron en la teoría de la relatividad para comprobar la existencia de los agujeros negros. Este tema es de suma importancia para entender el proceso de formación y equilibrio de las galaxias. También es importante en el ámbito de los amantes de la ciencia ficción para darle una cierta lógica que podría suceder en un universo ficticio como pueden ser, los viajes en el espacio-tiempo mediante agujeros gusanos. El tema será tratado sobre un compilado de información recolectada mediante las investigaciones realizadas por diversos científicos anteriormente nombrados con la suma de información extraidas de diferentes paginas encontradas por Internet.
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Se define al Agujero Negro como una zona finita, es decir, que tendrá una expansión limitada en el espacio. Estos fenómenos poseen la capacidad de aumentar su campo gravitatorio de manera exponencial debido a una concentración de masa en su interior, por lo queproduce que ninguna partícula, ni siquiera los fotones
(partícula de la luz)puedan escapar del mismo.


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El proceso de formación de un Agujero Negro comienza con el aumento de gravedad en el centro de una Estrella Ordinaria, ocasionado por el declive de temperatura interna en la misma,esto produce que la estructura atómica central se desintegre liberando electrones, neutrones y protones, como resultado final, luego de llegar a una contracción limite, luego de un largo proceso la estrella inicial se transforma en una Enana Blancas. Las Enanas blancas al no tener una fuente de energía que controle su gravedad, la cual aumentara produciendo que la Enana Blanca se comprima, obligando a los protones y electrones a fusionarse formando neutrones, esta estructura compuesta solamente por neutrones contrarresta cualquier contracción formando las Estrellas de Neutrones, si su núcleo tuviera una masa demasiada grande podría colapsar formando un Agujero Negro.
Si la estrella ordinaria, que luego se transformaría en un agujero negro, formaba parte de un sistema binario, conformadas por dos estrellas que giran mutuamente, el Agujero Negro atraerá a la segunda estrella absorbiéndola y eliminándola.

Sistema Binario de estrellas

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Disco de Acrecion

Si bien no conforma al agujero Negro, el disco de acreción es fundamental para conformar el aumento de masa del mismo. Este está conformado por gases y polvos estelares.
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La órbita

La órbita es la sección en la que la materia,ya sea gas o polvo estelar, es atraída hacia un punto de no retorno llamado Horizonte de Sucesos.
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Imagínate que el punto amarillo es la singularidad del agujero negro y el puntito azul es una estrella que tocó la órbita.

El horizonte de sucesos

En el Horizonte de Sucesos ocurre una atracción irremediable de la cual ni las partículas de la luz (fotones) lograban escapar, a excepción de la radiación de partículas subatómicas que emite este fenómeno llamadas radiación cósmica de microondas.
En el exterior del Horizonte de Sucesos se forma un ergosfera en la cual la materia se ve obligada a girar en embudo hacia el Agujero Negro, El radio de esta egosfera depende de la masa del cuerpo, si un cuerpo está eléctricamente cargado o girando, los resultados Schawrzschild cambian.

[img]https://ugc.kn3.net/i/origin/https://1.bp.blogspot.com/_js6wgtUcfdQ/Sj7YrRir-rI/AAAAAAAAGO4/yBX30jxfoI8/s400/estructura_de_hoyo_negro.png[/img]
En esta imagen tambien se representa "La Singularidad"

La Singularidad

La Singularidad es el destino final de la materia del disco de acreción, desde este punto no se sabe exactamente que ocurre dentro de un agujero negro.
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Micro Agujero Negro

Se especula que fueron creados en los inicios del universo, aunque en realidad no se conoce su origen. Son de tamaños muy pequeños pero su masa es gigante. Por ejemplo: En el supuesto caso que tuviéramos un agujero negro que fuera del tamaño de un grano de arena, su masa sería superior a la del Sol. Los científicos han calculado que cada diez millones de años un micro agujero negro choca directamente contra la Tierra.
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Agujero Negro Estelar

Es un agujero negro formado por el colapso gravitacional de una estrella al final de su tiempo de vida, este agujero negro posee una masa de 3 masas solares (valga la redundancia). El agujero negro estelar más grande que se conoce (hasta el 2001) posee 33 masas solares.
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Agujero Negro de masa intermedia

Es una clase de agujero negro con una masa en el rango de 100 a un millón de masas solares. Significativamente más que los agujeros negros estelares, pero menos que los agujeros negros supermasivos. El primer ejemplo encontrado sobre este tipo de agujero: Se encuentra a 300 millones de años luz de distancia, los astrónomos le handado el nombre de HLX-1 (Rayos X Hiperluminosos 1). Un equipo internacional descubrió el HLX-1 "casi por accidente" en el año 2009, cuando bombardearon con grandes cantidades de rayos X y de radio el núcleo de la galaxia espiral de acogida.

Agujeros Negros Supermasivos

Un agujero negro supermasivo es un agujero negro con una masa de millones o decenas de miles de millones de masas solares. Estudios científicos sugieren 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, contienen un agujero negro supermasivo en su centro. 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 misma galaxia.

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En 1915 Albert Einstein desarrollo la relatividad general, teoría en la cual se refutaba la creencia común de que la luz solo se dirigía en una línea recta constante argumentando que la misma podía ser influenciada por el campo gravitatorio. En 1939 Robert Oppenheimer, basado en la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein supuso y predijo que, una estrella ya sea masiva u ordinaria pueden sufrir un cambio gravitatorio,lo que produciría la formación de fenómenos con la capacidad de absorción de la mismísima luz, esta teoría no atrajo la atención de los científicos hasta que en 1960 debido a que luego de la Segunda Guerra Mundial el interés por lo atómico fue aumentando. Pero no fue hasta 1969 que el término "Agujero Negro" sea dirigido a este fenómeno por parte de John Wheeler
En 1994, el telescopio espacial Hubble proporcionó sólidas pruebas de que existe un agujero negro en el centro de la galaxia M87. El físico inglés Stephen Hawking ha sugerido que muchos agujeros negros pueden haberse formado al comienzo del Universo. Si esto es así, muchos de estos agujeros negros podrían estar demasiado lejos de otra materia para formar discos de acreción detectables. Hawking ha sugerido que los agujeros negros no se colapsan, sino que forman "agujeros de gusano" que comunican con otros universos diferentes al nuestro.
Cualquier agujero negro formado en los comienzos del Universo, con una masa menor de unos pocos miles de millones de toneladas ya se habría evaporado, pero los de mayor masa pueden permanecer.
En enero de 1997, un equipo de astrofísicos estadounidenses presentó nuevos datos sobre los agujeros negros. Sus investigaciones se extendieron a nueve sistemas binarios de estrellas, emisores de rayos X. En cinco de los nueve casos, cuando el material de la estrella de menor masa golpea la superficie del otro objeto, éste emite una radiación brillante en su superficie; se trata de una estrella de neutrones. En las otras cuatro binarias, de las que se creía que contenían agujeros negros, la radiación emitida por el segundo objeto es mínima: la energía desaparecería a través del horizonte de sucesos. Estos datos constituyen el conjunto de pruebas más directo de la existencia de agujeros negros. El equipo de investigadores informó también del descubrimiento de tres nuevos candidatos a agujeros negros localizados en los centros de las galaxias NGC 3379, NGC 3377 y NGC 4486B.
El año 2004 en el centro de una galaxia distante a 12.700 millones de años luz se descubrió un agujero negro supermasivo. Este es 16 mil millones de veces más masivo que nuestro sol y tiene una masa del 3% de nuestra vía Láctea, realmente una cifra impresionante.
PD: Esto si, tratamos de resumirlo para que no se note tanto que le mandamos copy paste no pudimos evitar que lo parezca o evitar poner lo que entendimos de esto, porque al fin y al cabo es historia, cada cosa es importante (aunque nos haya faltado muchas cosas seguramente).

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Buenas tardes, el informe fue hecho por mi y un amigo mas para ser presentado y defendido oralmente en una clase de Lengua, si, de Lengua. Básicamente tuvimos que elegir algún tema para exponer, el informe no tenia que ser un copy paste a lo vieja confiable asique tuvimos que leer banda de información y poner lo que entendimos. El post junto con el informe no fue ni es nada hecho por científicos, solamente por dos simples alumnos tratando de aprobar una materia indagando en 20 paginas distintas al mismo tiempo. Para finalizar hace falta decir que, al ser un post hecho por dos pibes de 3ro de secundaria de una escuela técnica, no es nada raro que falten muchas cosas como información (esto incluye que la información no esté actualizada y errores ortograficos tambien)

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