Relatividad General, pasado, presente y futuro.
Ha de ser uno de los mayores logros de la física del siglo 20, quizás el punto inicial a la hora de querer entender nuestro universo. La Teoría de la relatividad general, esta nos explica que lo que percibimos como la fuerza de gravedad, de hecho, surge de la curvatura del espacio y del tiempo. Esta, no sólo explica el movimiento de los planetas, sino además puede describir la historia y la expansión del universo, la física de los agujeros negros y la curvatura de la luz de estrellas distantes y galaxias. Einstein dedujo que los objetos como el sol y la Tierra en presencia de la materia y la energía, la estiran y deforman, formando cordilleras, montañas y valles que hacen que los cuerpos en movimiento a través de ellas zigzagueen. Así, aunque la Tierra pareciera ser jalado hacia el sol por la gravedad, no existe tal fuerza, es simplemente la geometría del espacio-tiempo alrededor de la estrella diciendo como mover la tierra.
La teoría ha revelado que el Universo es un lugar extremo. Hoy sabemos que al comienzo era caliente y denso, y que se ha expandido durante los últimos 13,7 mil millones de años. También dedujo la existencia de regiones tan densas que deforman el espacio-tiempo, llamadas agujeros negros, que atrapan todo lo que entran en sus garras. También sabemos que justo en el centro de ellos, la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita, formando una característica llamada singularidad, otra característica aún más extraña es una superficie esférica invisible, conocida como el horizonte de sucesos, alrededor de dicha singularidad, nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Casi se puede pensar en esta singularidad, como un agujero en el tejido del espacio-tiempo. Hoy ya son ampliamente conocidos como Black holes.
La expansión del Universo es una de las predicciones más sorprendentes de la teoría y la obtenemos si tenemos en cuenta lo que ocurre en el Universo en su conjunto. Friedmann y Lemaître demostraron que el Universo debe evolucionar en respuesta a toda la energía que contiene con un inicio pequeño y denso, para expandirse y diluirse con el tiempo. Como resultado, las galaxias se alejarían unas de las otras. Algo que, Edwin Hubble confirmo cuando descubrió que las galaxias distantes se alejan más rápido que aquellas que están relativamente cerca y con esto haciendo cambiar su idea de universo estático que tenia Einstein. Este modelo del cosmos fue conocido más tarde como el Big Bang. Hoy hemos obtenido una medida exacta de la tasa de expansión y de la temperatura de la radiación remanente del Big Bang, y mas aun observar galaxias jóvenes cuando el Universo estaba en su infancia.
Pero también predice que el espacio-tiempo esté tan deformado que sea posible viajar hacia atrás en el tiempo, el Big Crunch, incluso el espacio-tiempo vacío de estrellas y galaxias, puede tener una vida propia.
La relatividad general es sólo uno de los pilares de la física moderna. El otro es la mecánica cuántica, que describe lo que sucede a escala atómica y subatómica.
El principal desafío ahora es combinar las dos ideas en una teoría general, que se conocerá como la gravedad cuántica. Aunque hay varias teorías candidatas siendo exploradas. Una de ellas es la teoría de cuerdas.
AGUJEROS NEGROS GIGANTES
ResponderEliminarLa idea de que Agujeros negros gigantes podían activar los cuásares y las radiogalaxias fue concebida por Edwin Salpeter y Yakov Borisovich Zel´dovich en 1964. Esta idea era una aplicación obvia del descubrimiento de dichos personajes de que las corrientes de gas, cayendo hacia un agujero negro, colisionarían y radiarían.
Una descripción más completa y realista de la caída de corriente de gas hacia un agujero negro fue imaginada en 1969 por Donald Lynden-Bell, un astrofísico británico en Cambridge. Él argumentó convincentemente, que tras la colisión de las corrientes de gas, estas se fundirían, y entonces las fuerzas centrífugas las harían moverse en espiral dando muchas vueltas en torno al agujero antes de caer dentro; y a medida que se movieran en espiral, formarían un objeto en forma de disco, muy parecidos a los anillos que rodean el planeta Saturno: Un disco de Acreción lo llamó Lynden-Bell puesto que el agujero está acreciendo (todos hemos visto la recreación de figuras de agujeros negros con su disco de acreción).
En Cygnus X-1, en el centro galáctico, tenemos un Agujero Negro modesto que, sin embargo, nos envía sus ondas electromagnéticas de rayos X. En el disco de acreción, las corrientes de gas adyacentes rozarán entre sí, y la intensa fricción de dicho roce calentará el disco a altas temperaturas.
En los años ochenta, los astrofísicos advirtieron que el objeto emisor de luz brillante en el centro de 3C273, el objeto de un tamaño de 1 mes-luz o menor, era probablemente el disco de acreción calentado por la fricción de Lynden-Bell.
Normalmente pensamos que la fricción es una pobre fuente de calor. Sin embargo, puesto que la energía gravitatoria es enorme, mucho mayor que la energía nuclear, la fricción puede realizar fácilmente la tarea de calentar el disco y hacer que brille con un brillo 100 veces mayor que la galaxia más luminosa.
¿Cómo puede un agujero negro actuar como un giróscopo? James Bardeen y Jacobus Petterson de la Universidad de Yale comprendieron la respuesta en 1975: si el agujero negro gira rápidamente, entonces se comporta precisamente como un giróscopo. La dirección del eje del giro permanece siempre firme fijo e inalterado, y el remolino creado por el giro en el espacio próximo al agujero permanece siempre firmemente orientado en la misma dirección.
Bardeen y Petterson demostraron mediante un cálculo matemático que este remolino en el espacio próximo al agujero debe agarrar la parte interna del disco de acreción y mantenerlo firmemente en el plano ecuatorial del agujero; y debe hacerlo así independientemente de cómo esté orientado el disco lejos del agujero.
A medida que se captura nuevo gas del espacio interestelar en la parte del disco distante del agujero, el gas puede cambiar la dirección del disco en dicha región, pero nunca puede cambiar la orientación del disco cerca del agujero. La acción giroscópica del agujero lo impide. Cerca del agujero el disco sigue y permanece siempre en el plano ecuatorial del mismo.
Sin la solución de Kerr a la ecuación de campo de Einstein, esta acción giroscópica hubiera sido desconocida y habría sido imposible explicar los cuásares. Con la solución de Kerr a mano, los astrofísicos de mitad de los años setenta estaban llegando a una explicación clara y elegante. Por primera vez, el concepto de un agujero negro como un cuerpo dinámico, más que un simple "agujero en el espacio", estaba jugando un papel central en la explicación de las observaciones de los astrónomos.
¿Qué intensidad tendrá el remolino del espacio cerca de un agujero gigante?
emilio silvera
Amigo mio, gracias por dejar tu comentario, lo he leido completo, sobre tu consulta, que grado de dificultad mas grande, pero al igual que el ejemplo de la lfombra por la materia oscura, ahsta hoy la mejor respuesta el que su intensidad sea infinita.
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