Lo que creemos saber de los agujeros negros, pero no sabemos

Nuestra comprensión de los agujeros negros ha cambiado con el tiempo.

Albert Einstein tardó 10 años en encontrar las ecuaciones de la relatividad general, pero el astrofísico alemán Karl Schwarzschild solo necesito unos meses para resolverlas.

La solución de Schwarzschild describe la gravedad de un objeto aislado, esférico e inmutable, el enigmático agujero negro, pero no se entendió durante muchos años.

Los agujeros negros ayudaron a explicar nuevos descubrimientos astronómicos, convirtiéndose en ingredientes esenciales de la astrofísica.  

¿Qué es un agujero negro?

La noción de agujeros negros reflejada en la ciencia popular depende de la idea de horizonte de sucesos: esto es cuando la velocidad necesaria para escapar de la atracción gravitacional del agujero negro excede la velocidad de la luz.

El radio de Schwarzschild es el radio del horizonte de eventos y es proporcional a la masa del agujero negro.

Otra solución matemática a las ecuaciones de Einstein describe la formación de un agujero negro a través del colapso de una capa esférica de luz.

Un horizonte de eventos se forma en su centro, se expande hacia afuera, se encuentra con la capa de luz que cae en el radio de Schwarzschild donde se detiene.

Nuevos agujeros negros

No existe agujeros negros perfectamente aislados o inmutables. Los agujeros negros del mundo real están rodeados por discos que los orbitan, vientos estelares, y materia oscura, todos los cuales producen materia que cae y aumenta sus masas.

A menudo existen en pares, girando cada vez más cerca entre sí y emitiendo ondas gravitacionales hasta que se fusionan en un agujero negro más grande, el horizonte cambia con el tiempo, dramáticamente en la fusión.

Nuevos entendimientos

Nuestra comprensión de los agujeros negros se basa en la definición matemática de horizonte. El horizonte aparente se define por el comportamiento de los rayos de luz en su vecindad: Los rayos no pueden escapar (y como nada se mueve más rápido que la luz, nada escapa) en el momento presente.

Pero el comportamiento de los rayos de luz depende de que el observador los describa mediante simulaciones matemáticas. Dado que, en relatividad, el tiempo y el espacio dependen del observador, la ubicación donde se detienen los rayos y el tiempo presente son diferentes para diferentes observadores.

Los científicos finalmente han detectado ondas gravitacionales de los agujeros negros, pero tuvieron que cambiar la forma en que las entienden. La esencia de la teoría de los agujeros negros ahora es diferente.

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