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Un agujero negro es una región del espacio de la que ni la luz puede escapar. La relatividad general predijo su existencia, y en 2019 el Telescopio del Horizonte de Sucesos logró fotografiar uno por primera vez. Este quiz recorre la historia de la idea, de John Michell y Laplace a Schwarzschild, Chandrasekhar, Oppenheimer, Hawking y Penrose, y los tipos de agujeros negros según su masa, su carga y su rotación. También pregunta por los descubrimientos recientes: ondas gravitatorias, Sagitario A*, los agujeros negros más grandes y más pequeños conocidos y la red de radiotelescopios EHT.
Las 30 preguntas con respuestas y explicaciones. Jugar la trivia
Q 01¿Qué tipo de agujeros negros se cree que hay en el centro de la mayoría de las galaxias?
Supermasivos
Tienen varios millones de masas solares y se forman en el mismo proceso que origina los componentes esféricos de las galaxias.
Q 02¿Cómo se llama el agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea?
Sagitario A*
Hoy sería poco activo, pues ha consumido gran parte de la materia bariónica de su entorno inmediato.
Q 03¿Qué colaboración anunció en 2016 la primera observación directa de ondas gravitatorias?
LIGO
Fue también la primera observación directa de dos agujeros negros fusionándose, a unos 1337 millones de años luz.
Q 04¿En el centro de qué galaxia está el agujero negro fotografiado por primera vez en 2019?
M87
La imagen la presentó el 10 de abril de 2019 el consorcio internacional Telescopio del Horizonte de Sucesos.
Q 05¿En qué década conjeturó Stephen Hawking la radiación que lleva su nombre?
Años 70
Hasta entonces se pensaba que los agujeros negros solo podían crecer por la acreción de más y más materia.
Q 06¿En qué año desarrolló Einstein la relatividad general?
1915
Con ella demostró que la luz se ve influida por la interacción gravitatoria.
Q 07¿Qué agencia publicó el 5 de mayo de 2022 el «sonido» de los agujeros negros?
NASA
El audio se considera teórico: un proceso informático sonorizó las ondas electromagnéticas recibidas por un radiotelescopio.
Q 08¿Qué estrella de 10 a 25 masas solares da origen, con su «muerte», a un agujero negro?
Gigante roja
Tras miles de millones de años, su propia gravedad concentra la masa en un volumen cada vez menor hasta el colapso.
Q 09¿De dónde procede en realidad la radiación que emiten agujeros negros como Cygnus X-1?
El disco de acreción
Ese disco se compone de materia con momento angular, carga y masa que acaba atravesando el horizonte y engordando el agujero.
Q 10¿Quién resolvió las ecuaciones de Einstein para un cuerpo tan pesado que absorbe la luz?
Karl Schwarzschild
Él mismo creyó que se trataba de una mera solución matemática, sin realidad física.
Q 11¿Quién predijo en 1939 que una estrella masiva podría sufrir un colapso gravitatorio?
Robert Oppenheimer
Su teoría apenas recibió atención hasta los años sesenta, porque tras la guerra interesaba más la escala atómica.
Q 12¿Qué físico acuñó en 1969 la expresión «agujero negro» en una reunión en Nueva York?
John Wheeler
Hasta entonces se hablaba de «estrella en colapso gravitatorio completo».
Q 13¿En qué año publicó Stephen Hawking su libro divulgativo «Historia del tiempo»?
1988
Su subtítulo, «del Big Bang a los agujeros negros», repasa los hechos bien establecidos sobre cómo se forman.
Q 21¿Cómo se enuncia el teorema que describe un agujero negro con solo tres parámetros?
No tiene pelo
Cualquier objeto que sufra un colapso gravitatorio acaba en un estado estacionario definido por masa, carga y momento angular.
Q 22¿Qué astrónoma de la UCLA simuló en 1995 agujeros negros en los núcleos de las galaxias?
Andrea Ghez
Con óptica adaptativa se verificó después que algo deformaba la luz emitida desde el centro de la Vía Láctea.
Q 23¿Cuándo se dio a conocer el descubrimiento del primer agujero negro triple de la historia?
Octubre de 2024
Poco antes, en mayo de 2022, la NASA había publicado el «sonido» teórico de los agujeros negros.
Q 14¿Qué partículas se emiten en gran número cuando electrones y protones se fusionan en neutrones?
Neutrinos
El resultado final de ese proceso es una estrella de neutrones, paso previo al colapso en agujero negro.
Q 15¿Con quién probó Hawking en 1967 que los agujeros negros resuelven las ecuaciones de Einstein?
Roger Penrose
La idea cobró fuerza con el descubrimiento de los púlsares en aquellos mismos años.
Q 16¿Cuántas masas solares se calcula que tiene el agujero negro del centro de la Vía Láctea?
4,5 millones
Se encuentra a unos 26 000 años luz de la Tierra, es decir, unos 255 000 billones de kilómetros.
Q 17¿Qué tipo de radiación escapa del horizonte de un agujero negro, según la teoría de Hawking?
Rayos X
Hawking se retractó de su teoría inicial y admitió que la entropía de la materia se conserva en el interior.
Q 18¿Hasta qué temperatura se calienta el gas que se arremolina alrededor de un agujero negro?
12 000 000 °C
Es unas 2000 veces más que la temperatura de la superficie del Sol.
Q 19¿Qué clérigo inglés describió en 1783 un cuerpo tan denso que ni la luz podría escapar de él?
John Michell
Calculó que un cuerpo 500 veces más denso que el Sol, con su mismo radio, tendría una velocidad de escape igual a la de la luz.
Q 20¿Quién demostró en 1930 que un cuerpo con cierta masa crítica colapsaría por su propia gravedad?
Subrahmanyan Chandrasekhar
Para esa masa, la atracción gravitatoria supera la fuerza que proporciona el principio de exclusión de Pauli.
Q 24¿Qué rango de masas solares abarca un agujero negro de masa intermedia (IMBH)?
De 100 a un millón
Son bastante mayores que los agujeros negros estelares, pero quedan lejos de los gigantes de los núcleos galácticos.
Q 25¿Quién demostró en 1963 que la geometría de un agujero negro depende solo de tres parámetros?
Roy Kerr
Esos tres parámetros son la masa, la carga eléctrica total y el momento angular del agujero negro.
Q 26¿Cómo se denomina un agujero negro que posee a la vez rotación y carga eléctrica?
Kerr-Newman
El caso más sencillo, sin rotación ni carga, es el agujero negro de Schwarzschild.
Q 27¿Qué matemático francés recogió en 1796 la idea de cuerpos de los que la luz no puede escapar?
Pierre-Simon Laplace
La idea desapareció de las ediciones posteriores de su libro cuando se impuso que la luz era una onda sin masa.
Q 28¿Qué físico relacionó la entropía de los agujeros negros con la teoría de la información?
Jacob Bekenstein
Propuso una entropía generalizada que suma a la convencional una parte proporcional al área total de los agujeros negros.
Q 29¿Cómo se conocían los agujeros negros en vida de Einstein, que se opuso a su existencia?
Singularidades de Schwarzschild
Einstein pensaba que la masa debía ocupar una región finita, aunque fuera pequeña, y no un punto matemático.
Q 30¿En qué teoría trabajaron Ashtekar, Olmedo y Singh para negar la singularidad central en 2018?
Gravedad de bucles
Su artículo del 10 de diciembre de 2018 no especifica geométricamente qué ocurre con la materia en ese punto.