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Transcripción del video

En los vídeos sobre estrellas masivas y agujeros negros hemos visto que, si el remanente de una estrella masiva es lo suficientemente grande, entonces la contracción gravitacional, la fuerza gravitatoria, será más fuerte incluso que la presión de degeneración de electrones, más fuerte aún que la presión de degeneración de neutrones, más incluso que la presión de degeneración de quarks, y todo colapsaría en un solo punto. A estos puntos los llamanos "agujeros negros". También vimos que hay un horizonte de sucesos en torno a los agujeros negros y si algo se acerca mucho o va más allá del límite del horizonte de sucesos, entonces es imposible que escape del agujero negro. Lo único que le queda es seguir acercándose al agujero negro y eso incluye a la luz, por ello se llama agujero negro. Así que, aunque toda la masa esté en el punto central, toda esta zona, o toda la superficie del horizonte de eventos, (lo voy a hacer en morado, aunque en teoría es negro), toda esta superficie sería negra. No emitiría ninguna luz. A este tipo de agujeros negros de los que hablamos se los llama agujeros negros estelares, y se debe a que se forman por el colapso de estrellas masivas. Los agujeros negros estelares más grandes que se han observado tienen una masa de unas 33 masas solares, más o menos. Así que, para ser sinceros, son bastante masivos. Y así es como debe ser el remanente estelar. Así que mucha más masa de la estrella original debería haber formado supernovas. Pero existe otra clase de agujeros negros y son un tanto misteriosos. Son los llamados agujeros negros supermasivos. En cierto sentido la palabra "super" no es lo suficientemente grande, porque no son solo un poquito más grandes que los agujeros negros estelares, son mucho más masivos. Su tamaño va de cientos de miles a miles de millones de masas solares. De cientos de miles a miles de millones de veces la masa de nuestro sol. Lo interesante de todo esto, a parte del hecho de que son inmensos, es que parece que no hay agujeros negros intermedios o, al menos, no hemos observado agujeros negros intermedios. El agujero negro estelar más grande tiene una masa de 33 veces la masa del sol, y luego están estos agujeros negros supermasivos que creemos que existen. Y creemos que existen principalmente en el centro de las galaxias. Y pensamos que muchas, si no todas, las galaxias tienen en su centro uno de estos agujeros negros supermasivos. Pero se plantea una pregunta interesante: si todos los agujeros negros se formaron a partir del colapso de estrellas, ¿no habría agujeros intermedios? Así que una teoría sobre cómo se forman estos agujeros negros supermasivos es que hay un agujero negro estelar normal en una zona en la que existe mucha materia que puede unírsele. (Así que imaginemos que tenemos un... Voy a dibujar el horizonte de sucesos alrededor. El agujero negro real va a estar en el centro, o la masa del agujero negro estará en el centro). Luego, con el tiempo, va cayendo masa dentro del agujero negro. Cada vez va cayendo más masa dentro de este agujero negro y va creciendo. Así que esta podría ser una razón plausible... O, por lo menos, la masa en el centro sigue creciendo y también el horizonte de sucesos va aumentando su radio. Así que esta es una explicación plausible basada en lo que sabemos actualmente. Pero la razón por la que no termina de cuajar es que si esta fuera la explicación para los agujeros negros supermasivos entonces sería previsible ver más agujeros negros intermedios, quizá con una masa de cien masas solares, o mil masas solares, o diez mil masas solares. Pero no los vemos, solo vemos los agujeros negros estelares y los agujeros negros supermasivos. Así que otra posible explicación, y yo me decanto por esta porque da una explicación a esa laguna, es que los agujeros negros supermasivos se formaron poco después del Big Bang, es decir, que son agujeros negros primigenios, surgieron cerca de los inicios de nuestro universo. Entonces, ¿os acordáis de lo que hacía falta para tener un agujero negro? Es necesaria una cantidad de materia tremendamente densa, o una cantidad densa de masa. Tienes gran cantidad de masa con un volumen reducido, y la fuerza gravitatoria tira de ellos cada vez más, y son capaces entonces de vencer la presión de degeneración de electrones, y la presión de degeneración de neutrones, y la presión de degeneración de quarks y colapsar en lo que creemos que es un único punto. Quiero dejar esto muy claro. No sabemos si es un único punto ya que nunca hemos ido al centro de un agujero negro. Solo los cálculos matemáticos de los agujeros negros, o por lo menos tal y como los entendemos ahora mismo, indican que todo colisiona en un único punto, que es donde las matemáticas empiezan a fallar. Así que realmente no estamos seguros de lo que ocurre en ese pequeño punto central. Pero no hace falta decir que debe de ser un punto, o una cantidad de materia, quizá, infinita o incluso infinitamente densa en el espacio. Y la razón por la que me inclino más por este agujero negro primigenio, y porqué tendría sentido, es que justo después de la formación del universo toda la materia que existía se encontraba en un espacio mucho más denso, porque el universo era más pequeño. Así que digamos que esto es justo después del Big Bang, en algún momento tras el Big Bang. Antes, cuando hemos hablado de la radiación cósmica de fondo, lo que hemos dicho es que en aquél momento el universo era relativamente uniforme. Era muy, muy denso, pero relativamente uniforme. Así que en un universo como este no hay ninguna razón por la que algo no colapsaría en un agujero negro, porque si os fijáis en cualquier punto de aquí, hay una tonelada de masa muy cerca, pero está muy cerca de ese punto en cualquier dirección. Así que sería arrastrado... La fuerza gravitatoria sería la misma en cualquier dirección. Era totalmente uniforme. Pero si vas a algún momento un poco después del Big Bang, debido quizá a ligeros efectos de fluctuaciones cuánticas, es ligeramente menos uniforme. Digamos que se vuelve ligeramente menos uniforme. Pero, aún así, sigue siendo increíblemente denso. Así que digamos que se parece a esto, donde hay zonas que son más densas, pero es ligeramente menos uniforme. Pero extremadamente denso. Aquí, de repente, tienes el tipo de densidades necesarias para un agujero negro, y donde hay densidades superiores, donde es menos uniforme, de pronto tendrás una fuerza que tira hacia dentro. La fuerza gravitatoria de lo que está fuera de esta zona va a ser menor que la fuerza gravitatoria hacia estas zonas, y cuanto más son atraídos los objetos hacia esa zona, menos uniforme va a ser cada vez. Así que podéis imaginaros,en aquel universo primigenio, poco después del Big Bang, cuando todo era muy denso y compacto, hubieran podido darse las condiciones para que estos agujeros negros supermasivos se hubiesen formado. Donde había mucha masa concentrada en un volumen muy reducido y no era lo suficientemente uniforme, de manera que podía darse un efecto bola de nieve, de modo que cada vez más masa se acumulara dentro de estos agujeros negros supermasivos que tienen una masa de cientos de miles a miles de millones de veces la masa del sol. Y, quizá esto es lo más interesante de todo, esos agujeros negros se convertirían en el centro de las futuras galaxias. Así que están estos agujeros negros formándose, estos agujeros negros supermasivos formándose, y no todo entraría dentro del agujero negro, solamente si algo no tuviera mucha velocidad angular iría dentro del agujero negro. Pero si pudiera atraverlo lo suficientemente rápido simplemente comenzaría a orbitar alrededor del agujero negro. Así que podés imaginaros que así es como las primeras galaxias, o incluso nuestra galaxia, se formaron. Y podéis preguntaros: "¿Qué pasa con el agujero negro situado en el centro de la Vía Láctea?" Creemos que hay uno. Creemos que hay uno porque hemos observado estrellas orbitando muy deprisa en torno a algo situado en el centro de nuestra Vía Láctea. Y la única explicación plausible para que haya cosas orbitando tan deprisa en torno a algo es que debe de tener la densidad o bien de un agujero negro, o bien de algo que al final se convertirá en un agujero negro. Y cuando se hacen cálculos matemáticos para el centro de nuestra galaxia, para el centro de la Vía Láctea, se obtiene que nuestro agujero negro supermasivo tiene una masa de cuatro millones de veces la masa del sol. Con un poco de suerte esto os dará algo en lo que pensar. No existen solo los agujeros negros de estrellas que colapsaron. O quizá solo existen esos, y de alguna manera crecieron hasta convertirse en agujeros negros supermasivos y no podemos observar todo lo que sea intermedio. O, quizá existen realmente distintos tipos de agujeros negros, más bien que se formaron de distintas maneras. Quizá se formaron casi al principio de nuestro universo cuando la densidad de las cosas no era totalmente uniforme y todo se condensaba. De lo que vamos a hablar en el próximo vídeo es de cómo estos agujeros negros supermasivos pudieron ayudar a generar fuentes de radiación increíbles, aunque los propios agujeros negros no las estén emitiendo. Y estos van a ser los cuásares.