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Te explicamos qué es un hoyo negro y porqué no existe una foto

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El año pasado se dio a conocer lo que sería la imagen de un hoyo negro en el universo. Una imagen muy sencilla de algo tan complejo que no dimensionamos lo que significa esto para la ciencia; partiendo de la ignorancia de lo que realmente es un hoyo negro, si se puede viajar en el tiempo en ellos o si la tierra será comida por uno. Pues acá te dejamos una explicación ‘for dummies’ de lo que realmente son estos fascinantes fenómenos del universo. 

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¿Qué es un hoyo negro?

De hecho es todo lo contrario a un hoyo. Es un área en el espacio donde hay muchísima gravedad y cualquier cosa es atraída a ella, es tanta, que ni la luz escapa de ella. Recordemos que la luz es la materia que viaja más rápido en el universo (300 mil km por segundo), o sea que si ni la luz puede escapar de esa gravedad, nada puede hacerlo. Así que no es un agujero que se coma las cosas, es un espacio que atrae las cosas y las comprime, no irradia luz (la atrae), por eso se ve negro.

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¿Cómo nace un hoyo negro?

 Cuando se extingue una estrella muy grande puede dar origen a un agujero negro. Cuando las estrellas están en su etapa final ya no pueden soportar su propia gravedad, que es lo que las mantenía estables, así que su propia gravedad las comienza a contraer, o sea que explotan, pero en vez de lanzar todo hacia fuera lo hace hacia adentro con mucha fuerza con una gravedad billones de veces mayor que la que tenían originalmente. Sus átomos se aplastan unos con otros, lo electrones alrededor se acercan cada vez más y se fusionan con protones formando nuevos neutrones. Si la estrella es pequeña como nuestro Sol, se hará más pequeña hasta convertirse en un cuerpo muy comprimido (como de 6 km de diámetro), pero si es mucho más grande, la fuerza con que se atraerán sus partículas después de expandirse, será tan intensa, que se convertirá en un agujero negro, billones de veces más pequeño que la estrella que lo formó pero con una fuerza billones de veces más grande.

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¿Cómo se sabemos que están si no se ven?

 Los hoyos negros no soy hoyos, y tampoco son una ‘cosa’ que se pueda ver. El hoyo negro es ese efecto de atracción que se produce en el universo. Entonces, si no es una ‘cosa’, ¿Cómo podemos verlo?

Cuando un árbol que está quieto se mueve y vemos caer sus hojas decimos que hay mucho aire, lo deducimos sin haber visto el aire, pues no se ve. De igual forma deducimos que hay hoyos negros cuando vemos los efectos que provoca, pues los científicos notan que la materia se mueve a gran velocidad en ciertas zonas, lo que provoca mucha energía en esa área y por tanto mucho calor y emanación de rayos x. Si se quiere buscar un hoyo negro se comienza buscando en lugares donde haya mucha materia, como el centro de las galaxias.

¿De qué tamaño son los hoyos negros?

Los hoyos negros son de diferentes tamaños, pero para que se forme uno pequeño habría que colapsar una estrella (más grande del tamaño de nuestro sol), así se formará un hoyo negro de apenas unos kilómetros de diámetro. También hay hoyos negros en algunas galaxias que son 100 millones de veces más grandes que nuestro sol. Y sí, hay un hoyo negro en el centro de nuestra galaxia, 3 millones de veces más grande que el sol, pero está tan lejos, que la tierra no corre peligro.

¿Cómo atrae la materia un hoyo negro?

La fuerza de absorción de un hoyo negro es tan grande que atrae la materia y también el tiempo, sí, también el tiempo. De modo que si pasas cerca de un hoyo negro aunque sea por unos minutos, realmente habrán pasado muchos años, pues el tiempo cerca de ellos es más lento que en el resto del espacio. Hay quienes creen que dentro del hoyo negro se podría viajar en el tiempo y entrar a otras dimensiones, pero esto es falso, pues absorbe las cosas y no permite que nada vuelva a salir nunca.

¿Qué es esa imagen que dicen es un hoyo negro?

La foto que se tomó del hoyo negro no es realmente una foto, es una interpretación que se formó a partir de muchos datos. De hecho el color naranja es solo un color que se puso para diferenciar la cantidad de calor y energía que había en una lugar en el espacio; alrededor del agujero negro puede haber diferentes colores pero no sabemos cuáles son.

Para entenderlo pensemos en el ultrasonido de un bebé, podemos ver una imagen que representa un bebé, que se logra por el rebote de ondas y que hacen que una máquina interprete ese rebote en dimensión, temperatura y otros datos, pero no es una fotografía del bebé, pues no estuvimos nunca frente a él. Eso mismo es lo que ahora reconocemos como la fotografía del hoyo negro.

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¿Qué problemas había para llegar al hoyo negro?

  1. El hoyo negro más cercano está a 26 millones años luz
  2. Cuando se forma un hoyo negro su tamaño se reduce billones de veces al tamaño de la estrella que lo formé. Es como intentar ver un átomo de nuestro cuerpo con solo nuestra vista o una hormiga en lo más alto de un campo de futbol.
  3. No hay ninguna telescopio que tenga la tecnología y potencia para capturar tal cosa.
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Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) de México

Entonces ¿Cómo se logró esa imagen del hoyo negro?

En abril 2017 se inicio un proyecto que involucraba a todos los radio telescopios del planeta: Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) de México, Atacama Large Millimeter Array (ALMA) de Chile, South Pole Telescope (SPT) en el Polo Sur, Atacama Pathfinder Experiment (APEX) en Chile, James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) en Hawái, Submillimeter Array (SMA) en Hawái, Submillimeter Telescope (SMT) en Arizona y el Institut Radioastronomie Millimétrique (IRAM) 30-m en España, para formar el Telescopio del Horizonte de Sucesos.

Katie Bouman fue la mujer que desarrollo un algoritmo para que el Telescopio del Horizonte de Sucesos detectara ondas electromagnéticas producidas por la energía que genera un hoyo negro a su alrededor, producto del movimiento y atracción de la materia, y así, ver la sombra que está en el centro y captara el hoyo negro. Cada telescopio por si solo capturaba datos de estás ondas y esa sombra, cada uno con márgenes diferentes y distorsiones imperfectas. Después todos esos datos fueron comparados con relojes atómicos muy precisos para que el tiempo fuera exacto en el momento que se recogieron los datos de cada telescopio.

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La información que se logró captar en 3 días lleno 5 petabytes de discos duros, para que el año siguiente varios científicos se encargaran de interpretar todo ese volumen de información. La mayor cantidad de trabajo fue en está etapa, pues un pequeño margen de error provocaría un mal resultado.

Al final se gastaron miles de millones de dólares, se usaron recursos de muchos países, participaron los mejores científicos a nivel mundial y el resultado es la interpretación digital de cómo es un hoyo negro, algo tan simple y una imagen tan burda, que habla de lo impresionante que puede hace el hombre.

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Katie Bouman