Curiositats i preguntes dels forats negres
Repassem, que són els forats negres?
Un forat negre és un objecte astronòmic amb una força gravitatòria tan forta que res, ni tan sols la llum, incloent-hi els raigs X, pot escapar d’ell, provocant el que se’n diu l’horitzó d’esdeveniments.
Imatge captada per l’Event Horizon Telescope, publicada el 2022, que va aconseguir una nova vista de l’objecte massiu que hi ha en el centre de la nostra galàxia en llum polaritzada.
Això de “forats” és una manera de dir-ho, ja que buits no ho estan gens! A més, també ens poden donar informació de com actua la gravetat: quan una gran quantitat de massa es comprimeix en un espai molt petit, l’objecte resultant trenca el teixit mateix de l’espai i el temps, convertint-se en el que es denomina una singularitat.
Com podem veure els forats negres, si són negres?
Negres també és una manera de definir-los com a expressió. El que podem observar amb grans telescopis és l’entorn al seu voltant, on es troba material molt a prop de l’horitzó de successos. La matèria s’escalfa a milions de graus a mesura que és atreta cap al forat negre, per la qual cosa brilla amb llum de raigs X.
La immensa gravetat dels forats negres també distorsiona l’espai mateix, i per això és possible veure la influència d’una atracció gravitacional invisible sobre les estrelles i altres objectes.
Hi ha diferents mides de forats?
Sí. Es poden formar relativament petits mitjançant la fusió de dues restes estel·lars denses, anomenades estrelles de neutrons. L’estrella de neutrons es forma quan una supergegant en acabat el fuel nuclear explota al mateix temps que fa implosió. Això provoca un nucli tan dens i calent que els protons i electrons es combinen per formar neutrons.
Una estrella de neutrons també pot fusionar-se amb un forat negre per a formar un forat negre més gran, o dos forats negres poden xocar. Fusions com aquestes també creen forats negres ràpidament i produeixen ones en l’espai temps anomenades ones gravitacionals.
Imatge de dos forats negres supermassius a punt de fusionar-se www.eso.org/public/spain/images/potw2302c
Forats negres gegants que es troben en el centre de les galàxies: els forats negres supermassius que poden pesar milions o milers de milions de vegades la massa del Sol.
En galàxies primitives també hi podem trobar el que en diem “quàsar”, un objecte estel·lar molt llunyà que es forma quan una gran quantitat de gas que rota molt ràpidament alimenta un forat negre que s’escalfa a milions de graus; en escalfar-se tant, emet radiacions electromagnètiques.
Com es pot saber la massa d’un forat negre?
Observant els moviments de les estrelles en el centre de les galàxies. Aquests moviments involucren a un cos fosc i massiu la massa del qual pot calcular-se a partir de les velocitats de les estrelles. La matèria que cau en un forat negre augmenta la massa del forat negre.
El forat negre supermassiu que hi ha al centre de la galàxia la Via Làctia, és possible que se'ns mengi?
No. No hi ha forma que un forat negre es mengi una galàxia sencera. Els forats negres supermassius estan continguts en el centre de les galàxies, i el de la Via Làctia és gran, però no prou gran per a devorar la galàxia sencera. A més, nosaltres estem molt lluny, així que podem estar ben tranquils!
Primera imatge del forat negre Sagitari A de la Via Làctia www.eso.org/public/spain/videos/eso2208-eht-mwb
Hi ha més forats a la Via Làctia?
Sí. Moltíssims. Probablement, milions o milers de milions amb mides i massa diferents, però com ja hem dit abans, no cal patir, tot i que recentment n’han trobat un de molt a prop.
Gràcies a la col·laboració de la missió Gaia, han trobat el forat negre estel·lar més massiu de la nostra galàxia. Ei! Però sense treure-li el títol a Sagitari A, volem dir el més massiu conegut fet a partir del col·lapse d’una estrella.
Sorprenentment, aquest forat negre Gaia BH3 o BH3 està molt prop de nosaltres: a només 2.000 anys llum de distància, en la constel·lació de l’Àliga, i és el segon forat negre conegut més pròxim a la Terra.
Què passaria si caiguéssim dins d'un forat negre?
De segur no seria gens bo! Però el que sabem sobre l’interior dels forats negres prové de la teoria general de la relativitat d’Albert Einstein.
En el cas dels forats negres, els observadors llunyans només veuran regions fora de l’horitzó de successos, però algun observador que caigués en el forat negre experimentaria una altra “realitat” totalment diferent. Si entréssim en l’horitzó de successos, la percepció de l’espai i el temps canviaria per complet. Al mateix temps, la immensa gravetat del forat negre ens comprimiria horitzontalment i ens estiraria verticalment com un fideu, raó per la qual els científics criden a aquest fenomen espaguetització.
Quan el sol exploti provocarà un forat negre?
No, no té prou massa. En lloc d’explotar esdevindrà una nana blanca: restes d’estrella que ja ha esgotat el seu combustible. Solen ser del tamany de la Terra amb una massa similar al sol.
Nanas blancas es.wikipedia.org/wiki/C%C3%BAmulo_globular_M4
Un forat negre es pot fer més petit o desaparèixer?
Sí. El físic Stephen Hawking va proposar que, si bé els forats negres creixen en devorar material, també s’encongeixen lentament perquè perden petites quantitats d’una energia anomenada radiació de Hawking.
La radiació de Hawking es produeix perquè l’espai buit, o el buit, no està realment buit. En realitat, és un mar de partícules que apareixen i desapareixen contínuament. Hawking va demostrar que, si es creen un parell d’aquestes partícules prop d’un forat negre, existeix la possibilitat que una d’elles sigui arrossegada cap al forat negre abans de ser destruïda. En aquest cas, la seva companya escaparà a l’espai. L’energia perquè ocorri això prové del forat negre, per la qual cosa el forat negre perd lentament energia i massa mitjançant aquest procés.
Conclusió: Les explosions de supernoves escampen a l’espai elements primordials per a la vida i els forats negres, que, encara que mengin gran quantitat d’estrelles, formen part de la creació de l’univers.
www.albaeditorial.es/infantil/petit-gran-stephen-hawking-edicion-en-catalan
celobertplanetari.blogspot.com/2016/08/forats-negres.html
ciencia.nasa.gov/universo/diez-preguntas-que-podrias-tener-sobre-los-agujeros-negros
