Cojan un bolígrafo o cualquier otro objeto que les resulte fácil lanzar hacia arriba, y láncenlo. Como habrá podido observar el bolígrafo sube una cierta distancia y luego vuelve a caer ¿por qué? Vaya pregunta más tonta ¿no? Todo el mundo sabe que es por culpa de la gravedad. Si volvemos a lanzar el bolígrafo pero imprimiéndole más velocidad observamos que el bolígrafo sube más, pero al final vuelve a caer hacia nuestra mano, la pregunta qué debemos hacernos es ¿existe una velocidad para la cuál la gravedad no pueda retener el bolígrafo y éste no vuelva a caer? La respuesta es que sí, y se la conoce como velocidad de escape. Vamos a ver sin demasiados formalismos cuál es esa velocidad de escape. Imaginemos que estamos sobre un cuerpo estelar el cual puede ser un planeta, un satélite, un cometa, una estrella(obviamos por le momento el problema de sobrevivir en la superficie de una estrella), etc. cuya masa es M, y su radio es R. La pregunta es ¿qué energía debemos imprimir al objeto que queremos lanzar para que éste pueda vencer la gravedad del cuerpo celeste? Esta energía es la energía cinética, y su expresión es bien sencilla:
Donde Ec es la energía cinética, m la masa del cuerpo y v la velocidad a la que se mueve el cuerpo.
Donde Ec es la energía cinética, m la masa del cuerpo y v la velocidad a la que se mueve el cuerpo.Por otro lado, el cuerpo celeste tiene un campo gravitatorio que genera una energía potencial, cuya expresión es la siguiente (la expresamos en valor absoluto sin tener en cuenta su signo):
Donde G es la constante de la gravitación universal, M la masa del cuerpo celeste y R su radio.Cuando la energía cinética sea igual a la energía potencial gravitatoria entonces el objeto lanzado tendrá la velocidad justa para escapar del tirón gravitatorio del cuerpo celeste. Así que lo único que tenemos que hacer es igualar ambas expresiones y, despejar la velocidad:
Y este es el valor de la velocidad de escape. Si introducimos el valor de la masa de la Tierra y su radio, obtenemos la velocidad que hay que imprimir a un objeto en la superficie de la Tierra para que éste abandone el planeta, y dicho valor es 11,2 Km/s. Sigamos dándole vueltas a esto de la velocidad de escape. Por ejemplo ¿existen cuerpos celestes cuya combinación de masa y radio de como resultado una velocidad de escape superiora la velocidad de la luz? Pues sí, existen y reciben el nombre de agujeros negros. Desde que Einstein desarrollo su famosa teoría de la relatividad sabemos que es imposible que un cuerpo supere dicha velocidad, por lo tanto, si estuviéramos en la superficie de un agujero negro no podríamos enviar nada fuera de él ya que la velocidad de la luz es inalcanzable. De hecho, aunque encendiéramos una linterna la luz no podría escapar de la atracción gravitatoria del agujero negro por lo el rayo de luz se curvaría hacia la superficie del agujero. Ahora resulta fácil comprender el por qué del nombre, “agujero” por que cualquier cosa que entre dentro de su radio de acción jamás volverá a salir y “negro” porque la luz no puede salir de él por lo que nos resulta imposible verlo.
Y este es el valor de la velocidad de escape. Si introducimos el valor de la masa de la Tierra y su radio, obtenemos la velocidad que hay que imprimir a un objeto en la superficie de la Tierra para que éste abandone el planeta, y dicho valor es 11,2 Km/s. Sigamos dándole vueltas a esto de la velocidad de escape. Por ejemplo ¿existen cuerpos celestes cuya combinación de masa y radio de como resultado una velocidad de escape superiora la velocidad de la luz? Pues sí, existen y reciben el nombre de agujeros negros. Desde que Einstein desarrollo su famosa teoría de la relatividad sabemos que es imposible que un cuerpo supere dicha velocidad, por lo tanto, si estuviéramos en la superficie de un agujero negro no podríamos enviar nada fuera de él ya que la velocidad de la luz es inalcanzable. De hecho, aunque encendiéramos una linterna la luz no podría escapar de la atracción gravitatoria del agujero negro por lo el rayo de luz se curvaría hacia la superficie del agujero. Ahora resulta fácil comprender el por qué del nombre, “agujero” por que cualquier cosa que entre dentro de su radio de acción jamás volverá a salir y “negro” porque la luz no puede salir de él por lo que nos resulta imposible verlo.Hay agujeros negros de distintos tamaños, los hay más o menos normales, otros son auténticos titanes, los cuales se suelen encontrar en el centro de las galaxias, y según parece estos titanes son más grandes de lo que pensábamos. En ScienceNow recogen los resultados del estudio realizado por Karl Gebhardt de la Universidad de Texas y Jens Thomas del instituto Max Planck, el cual será publicado en la revista The Astrophysical Journal. Lo que han hecho ha sido mejorar los modelos informáticos para el calculo de las masas de los agujeros negros que se encuentran en los centros galácticos. Han apliocado dicho modelo para calcular la masa del agujero negro que se encuentra en el centro de M87, una galaxia que está a unos 50 millones de años luz de distancia de nosotros y, el resultado ha sido sorprendente, dicho agujero negro tiene una masa de unas 6400 millones de veces la masa de nuestro Sol, lo que es entre unas 2 o 3 veces más que lo calculado en previas estimaciones. El modelo ha arrogado resultados similares para otras cuatro galaxias cercanas. Gebhardt ha sido claro al respecto:"parece que hemos estado subestimando la masa de los agujeros negros".
En el interior de las galaxias se esconden estos monstruos cósmicos retorciendo y distorsionando el espacio-tiempo, haciendo baliar al resto de estrellas de la galaxia según sus directrices, despedazando los cuerpos celestes que osen acercarse demasiado a ellos, y desafiando el intelecto y la imaginación de los astrónomos, que desde la Tierra, intentan descubrirnos los misterios del Universo.
Ismael Pérez Fernández.
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