Un vídeo con una vuelta alrededor de un disco de acreción de un agujero negro

Por Francisco R. Villatoro, el 27 septiembre, 2019. Categoría(s): Astronomía • Ciencia • Noticias • Recomendación • Science ✎ 7

Todo el mundo ha visto la imagen de Gargantúa, el agujero negro supermasivo de la película Interstellar (Nolan, 2014). Con motivo de la semana de los agujeros negros (#BlackHoleWeek), el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA ha publicado varios vídeos con un sobrevuelo de 360 grados alrededor de un agujero negro similar. El vídeo permite comprobar que desde arriba (la dirección del eje de rotación) se observa una imagen en forma de anillo, muy diferente de la popularizada por la película. El autor de los vídeos es Jeremy Schnittman (se incluyen diferentes tamaños del vídeo que te permitirán incluirlo, por ejemplo, como cabecera de tu página web).

Te recomiendo disfrutar de estos vídeos (MP4, GIF, etc.) en @NASAGoddard, “Black Hole Accretion Disk Visualization,” Goddard Media Studios, 25 Sep 2019. También te recomiendo leer a Phil Plait, @BadAstronomer, “What does a black hole look like up close?” Bad Astronomy, 26 Sep 2019.

Aquí tienes el vídeo de Jeremy Schnittman que Phil Plait ha subido a su canal de YouTube (confieso que lo habría hecho yo si él no se me hubiera adelantado). El vídeo muestra una rotación de 360 grados de la cámara alrededor del disco de acreción del agujero negro. Puedes observar cómo cambia la imagen conforme la cámara se pone por encima (y más tarde por debajo) del agujero negro; lo más destacable es que en la posición de la dirección de su eje de giro se observa el disco de acreción como un anillo circular.

Esta figura comenta (en inglés) cada una de las partes de la imagen del agujero negro visto casi desde frente. Se observa que la parte izquierda es más brillante que la derecha por el efecto Doppler. También se observa el delgado anillo de fotones y la sombra del agujero negro; esta última se hizo famosa con la imagen de M87* que se obtuvo gracias a EHT y tiene un tamaño de unas 2.5 veces mayor que el horizonte de sucesos del agujero negro (para un agujero negro en rotación rápida como el mostrado).

Quizás te guste más los colores de la imagen popularizada por la película de Intestellar (2014), pero lo que no debes olvidar que la intensidad de radiación del disco es muy intensa y que en una imagen real tendrías que usar gafas oscuras similares a las que se usan para observar los eclipses solares. Y, por cierto, los agujeros negros son muy pequeños, así que para ver imágenes como estas en vivo y en directo tienes que acercarte tanto que quedarás atrapado por su campo gravitacional (salvo que tu nave alcance velocidades muy próximas a la velocidad de la luz). Como dice Plait en su blog, podrás disfrutar de estas imágenes durante solo unos pocos milisegundos (a las velocidades que actualmente alcanzan las naves espaciales terrícolas tu horizonte está muy lejos del horizonte de sucesos). ¿Valdría la pena? Creo que no, pero quién sabe. La verdad, yo me conformo con las reconstrucciones por ordenador.



7 Comentarios

  1. Hola,supongo que en la película Interstellar (Nolan, 2014) el puente de Einstein-Rosen esta mal,
    seguro que por exigencias del guión, ¿no?.

    Pero en general la considero como una película muy buena y de gran amor,reconozco que llore.

    Un saludo y gracias.

    1. Miguel, no usan un puente de Einstein-Rosen (agujero de gusano no transitable que conecta un agujero negro y un agujero blanco). Usan un agujero de gusano transitable (concepto de Kip Thorne para la novela Contact de Sagan que usa en la película Interstellar de la que es productor ejecutivo y asesor científico); así que está bien.

      1. Hola,por eso digo por exigencias del guión,
        Pero me parece que a la larga es mucho mas seguro y
        rápido un puente de Einstein-Rosen.
        Supongo que solo es cuestión de tiempo.
        Un saludo y gracias.

        1. Se da por hecho que se pueda atravesar un puente Einstein-Rosen y haya agujeros blancos. Creo que no se puede atravesar ni tiene sentido y expongo lo que me parece que son las cosas pero aviso que es mi parecer de entrada: Los agujeros de gusano que se han propuesto es una categoría de posibles teóricos objetos no es un único modelo y hay algunos interesantes. Soluciones para problemas de la relatividad general llevaron a ellos. Me gusta más alguno que otro. Son teóricos de momento y que la situación en un agujero negro pueda o no ser atravesable sería únicamente eso. Se ha de considerar el conjunto de esos modelos de agujeros de gusano aparte.
          El agujero negro es un conjunto de objetos con propiedades comunes y otras de dispares que predice la relatividad general y se han verificado de diversas formas. Sus enigmáticas propiedades animan a la imaginación y a proponer cosas para ellos (en realidad se ha de aprender de ellos para buscarlas o crearlas fuera de ellos en muchos casos) El agujero negro es una densidad tan elevada de energía (en sentido de la física) que su campo gravitatorio no puede escapar ni la luz una vez cruzado el denominado horizonte de sucesos, en el centro la teoría falla y aparece lo que se denomina singularidad. Cuando A. Einstein y su discípulo N. Rosen intentan solucionar el problema de la singularidad para una zona “puntual” etc, aparece el denominado puente Einstein-Rosen y además una solución válida sobre el modelo de los agujeros negros utilizando geometría de Krustal predice agujeros blancos. ¿el agujero negro en sí tal cual podría servir de puente de viaje dado todo esto? Cuando la estrella colapsa por la gravedad al bajar su actividad de fusión o una explosión supernova la colapsa, esta se comprime a estrella de neutrones, a de materia “degenerada o rara” (quarks de los neutrones son de otras familias y cosas así) pasa a estrella de quarks y finalmente a estrella de planck (bueno teóricamente),. Luego esto se convierte en algo que la relatividad pura no explica y denominamos singularidad y voy a remarcar, esa singularidad es sobre todo temporal, esto es importante además del la zona, pero todo lo que compone la estrella de Planck (o lo que sea antes) colapsada pasa a ser energía de curvatura de espacio tiempo. Es decir tamaño del horizonte de sucesos. Cuanta más materia-energía contenta más grande es el horizonte. Así M87* del que se ha fotografiado la sombra es inmenso. O lo que es lo mismo no está yendo a ninguna parte más que al horizonte al menos aparentemente todo lo cual..¿qué pueda estallar como estrella de plack sin llegar a bueno..? umm Parece extraño. Al caer algo el efecto marea de tener mucha más gravedad en los pies que en la cabeza causaría una espaguetización y destrozaría todo lo que cayera antes incluso de llegar al horizonte en un agujero negro normal. Pero en uno inmenso y giratorio como M87* o un agujero central de una galaxia, la diferencia de gravedad por marea sería aceptable al girar se caería más lento y se podría llegar a la singularidad entero en lugar de espaguetizado. ¿que ocurriría? Primero al entrar al horizonte ya no se puede salir, no sale la luz pero sí entra así que no tiene porque ser oscuro. Pero ocurre con el espacio lo mismo que nos ocurre con el tiempo. Todas las direcciones apuntan hacia el centro, hacia arriba es hacia abajo, así que solo se puede ir hacia abajo ¿se puede mover la mano o mantener el funcionamiento del cuerpo? bueno hay una diferencia de gravedad entre diferentes alturas pero solo hay el sentido de hacia abajo. Al llegar a la singularidad tenemos dos cosas por una parte veamos el gráfico de la geometría de krustal: https://img.vixdata.io/pd/jpg-large/es/sites/default/files/btg/curiosidades.batanga.com/files/Agujeros-Blancos-03.png Es decir algo simétrico a la inversa y resalto el puente Einstein-Rosen implícito: https://starviewer.files.wordpress.com/2010/10/einsteinrosen.jpg Tiene forma de reloj de arena o una X y está marcado al lado. Aquí la conexión está en la singularidad… Marcada como O pero se puede ver que es “un punto singular” un único punto. Esto se obvia se olvida porque la singularidad es una zona e incluso puede tener forma pero este puente Einstein-Rosen entre los dos es un punto singular. Un punto elemental del espacio-tiempo. Y ahí encaja todo puesto que todo debería parar al horizonte de sucesos como curvatura del espacio-tiempo. Recuerdo que el puente Einstein-Rosen era una solución para las partículas individuales. Cada punto de la singularidad debería ser un punto de una solución Einstein-Rosen y solo puede pasar un punto fundamental, del espacio-tiempo un gravitón un componente elemental por cada uno. Así la superficie de la singularidad y el horizonte de sucesos no es exactamente que estén conectados, es que son lo mismo, aquí al tocar uno todo lo que uno es pasa a ser energía de curvatura del espacio-tiempo del horizonte al instante haciendo mayor al agujero negro o eso debería de ocurrir. El paso está cerrado y no permitiría pasar nada mayor en cada punto. (otra cosa son las soluciones de agujeros de gusano atravesables y los trucos para que estén abiertos los pasos, eso aparte del tema de los agujeros negros en sí, pero es diferente son cosas diferentes). Se ha intentado caer lo más despacio posible para no ser destrozado con trucos y agujero negro adecuado ¿correcto? recuerdo que la singularidad es sobre todo temporal así que lo que caiga más lento pasa más rápido a ser curvatura del espacio-tiempo que lo que caiga más rápido.. Con lo cual se convierte en ineludible. Se ha especulado que no se vería caer jamás a alguien dentro que uno sería eterno. Mil cosas. Lo que había antes del colapso final y pasar a curvatura del espacio tiempo estaba dentro y tenía su masa-energía, lo que cae hace aumentar el tamaño del horizonte así que sí hay una asimilación. Ocurre con los gravitones o con los fotones etc algo curioso. En los fotones viajan a C eso implica que carecen de longitud y de tiempo. Nosotros notamos el tiempo y viven para nosotros un tiempo y los vemos vivir un tiempo, pero ellos no notan el tiempo (¡vivan los universos ciclicos de Penrose pero sin ciclos reales!). Un fotón solo nota cuando es creado y cuando se da el castañazo, el tiempo del viaje no lo ha sentido es instantáneo para él. Aquí estamos en algo parecido. El agujero negro en trillones de trillones de trillones etc muchas veces es decir un tiempo para nosotros casi infinito se desintegrará emitiendo radio, microondas visible etc hasta gamma a medida que empequeñece. Es decir brillará y emitirá todo que para lo que hay ahí será instantáneo desde que ha entrado a la singularidad hasta que es emitido. Si uno mira la solución de Krustal y cambia los valores de longitud y tiempo por los adecuados a lo que corresponden con esto el agujero blanco resulta ser esto mismo esta reversión en el tiempo gracias al puente Einstein-Rosen no transitable. El problema es que este no es transitable. El otro gran problema a solucionar es que cuando quemamos un libro que tenía cosas escritas la información de lo que decía desaparece pero quedan compuestos químicos y volumen de gases y materiales acordes a la transformación y al objeto que era antes que no ocurre si quemamos un trozo de plástico.. Es decir hay un tipo de información que permanece de alguna forma que hace referencia a cosas físicas y en última instancia a las partículas que conforman algo. hay una información base que se debería de mantener aunque desaparezcan otras. Algo que indique de donde viene o que era lo que tenemos. Al pasar por ese puente Einstein-Rosen en la singularidad para pasar al horizonte de sucesos como más curvatura simplemente tenemos solo curvatura independientemente de lo que ha entrado, tenemos la masa-energía total si gira, si carga y si ¿alguna otra propiedad general para un agujero negro? pero perdemos la información más elemental de lo que ha entrado o eso parece. Ahí hay debate de si el horizonte de sucesos es curvatura lisa del espacio-tiempo o hay arrugas o algo que dependan de la naturaleza de lo que entró en la singularidad como cuando se quema un libro quedan compuestos que varían según si había tinta o no, según la cantidad, distribuidos según donde había más o menos en cierta forma… Es decir algo de lo que eran antes. A esas muy hipotéticas rugosidades o lo que sean Hawking las denominó “pelo” (así queda un poco gracioso pero en cada punto se puede asignar una longitud imaginaria de algo un valor menor o mayor de algo) y si los agujeros negros tienen o no tienen pelo es uno de los debates..Todo esto no quita nada para los modelos de agujeros de gusano que repito hay variados y otras propuestas para viajar por ahí. Hay uno de los modelos de agujero de gusano teórico donde una energía “negativa” no de mala sino de presión inversa a la normal en el espacio tiempo puesta en forma de donut por fuera de una conexión entre dos puntos conseguida con energía normal mantendría el paso abierto y transitable de tal guisa que no solo permitiría viajar entre dos lugares sino entre universos de haber o entre tiempos siempre que este fuera posible. hay más modelos propuestos, muchos más. Pero ya estamos ante algo diferente y no se ha de mezclar con el agujero negro que tal vez pudiera tener su utilidad para hacer cosas por sus propiedades físicas. Mas info: https://www.youtube.com/watch?v=JafY92PhgKU

        2. Hola, miguel,recuerda Los consejos del Padre,¡Cuida por dónde caminas!,y
          que antes de andar hay que gatear.
          Y lo que hablamos,hay series,culebras y culebrones y también películas y
          peliculones.
          Es mejor que dejes a los críticos que saben mas, que caminen por donde pueden o sepan.
          Déjalos y dedícate a lo que te gusta, tu hobby.

          Un saludo y gracias.

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