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Lente gravitacional

Escrito por Enunlugarenelcosmos 19-09-2018 en ciencia. Comentarios (0)

Otra forma en que la naturaleza del agujero negro de un objeto puede ser probada en el futuro es a través de la observación de los efectos causados ​​por un fuerte campo gravitacional en su vecindad. Uno de estos efectos es la lente gravitacional : la deformación del espacio-tiempo alrededor de un objeto masivo hace que los rayos de luz se desvíen tanto como la luz que pasa a través de una lente óptica. Sin embargo, nunca se ha observado directamente para un agujero negro. Una posibilidad para observar las lentes gravitacionales de un agujero negro sería observar estrellas en órbita alrededor del agujero negro.

Imagen: Vista simulada de un agujero negro en frente de la Gran Nube de Magallanes . Tenga en cuenta el efecto de lente gravitacional , que produce dos vistas ampliadas pero altamente distorsionadas de la nube. En la parte superior, el disco de la Vía Láctea aparece distorsionado

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Horizonte de sucesos

Escrito por Enunlugarenelcosmos 19-09-2018 en ciencia. Comentarios (0)

Uno de los ejemplos más conocidos de un horizonte de sucesos se deriva de la descripción de la relatividad general de un agujero negro, un objeto celeste tan masivo que ninguna materia o radiación cercana puede escapar de su campo gravitacional . A menudo, esto se describe como el límite dentro del cual la velocidad de escape del agujero negro es mayor que la velocidad de la luz. Los horizontes de los eventos del agujero negro son ampliamente malinterpretados. Común, aunque errónea, es la noción de que los agujeros negros "aspiran" material en su vecindario, donde de hecho no son más capaces de buscar material para consumir que cualquier otro atractor gravitacional. Al igual que con cualquier masa en el Universo, la materia debe estar dentro de su alcance gravitacional para la posibilidad de existir de captura o consolidación con cualquier otra masa. Igualmente común es la idea de que la materia se puede observar cayendo en un agujero negro. Esto no es posible. Los astrónomos pueden detectar solo discos de acreción alrededor de los agujeros negros, donde el material se mueve con tal velocidad que la fricción crea una radiación de alta energía que puede detectarse (similarmente, algo de estos discos de acreción se expulsa a lo largo de los ejes de giro del agujero negro, creando chorros visibles llamados jets, cuando estas corrientes interactúan con materia como el gas interestelar o cuando se dirigen directamente a la Tierra). Además, un observador distante nunca verá realmente algo cruzar el horizonte. En cambio, al acercarse al agujero, el objeto parecerá ir cada vez más lento, mientras que cualquier luz que emita se desplazará hacia el rojo cada vez más.

Imágenes:1. Lejos del agujero negro, una partícula puede moverse en cualquier dirección. Solo está restringido por la velocidad de la luz. 2. Más cerca del agujero negro, el espacio-tiempo comienza a deformarse. En algunos sistemas de coordenadas convenientes, hay más caminos hacia el agujero negro que caminos que se alejan. 3. Dentro del horizonte de eventos, todos los caminos acercan la partícula al centro del agujero negro. Ya no es posible que la partícula escape.

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La esfera de fotones (agujero negro).

Escrito por Enunlugarenelcosmos 19-09-2018 en ciencia. Comentarios (0)

La esfera de fotones es un límite esférico de grosor cero en el cual los fotones que se mueven en tangentes a esa esfera quedarían atrapados en una órbita circular alrededor del agujero negro.

A medida que los fotones se aproximan al horizonte de sucesos de un agujero negro, los que tienen la energía adecuada evitan que entren en el agujero negro al viajar en una dirección casi tangencial conocida como cono de salida. Un fotón en el límite de este cono no posee la energía para escapar del pozo de gravedad del agujero negro.

Otra propiedad de la esfera del fotón es la inversión de la fuerza centrífuga. Fuera de la esfera de fotones, cuanto más rápido se orbita, mayor es la fuerza externa que se siente. La fuerza centrífuga cae a cero en la esfera de fotones, incluidas las órbitas de caída libre a cualquier velocidad, es decir, pesas lo mismo sin importar qué tan rápido orbites, y se vuelve negativo en su interior. Dentro de la esfera de fotones, cuanto más rápido orbites, mayor será tu peso de fieltro o tu fuerza hacia adentro. Esto tiene graves ramificaciones para la dinámica de fluidos del flujo de fluido hacia adentro.

Un agujero negro giratorio tiene dos esferas de fotones. Cuando un agujero negro gira, arrastra espacio con él. La esfera de fotones que está más cerca del agujero negro se mueve en la misma dirección que la rotación, mientras que la esfera de fotones más alejada se mueve hacia ella. Cuanto mayor sea la velocidad angular de la rotación de un agujero negro, mayor será la distancia entre las dos esferas de fotones. Dado que el agujero negro tiene un eje de rotación, esto solo es válido si se acerca al agujero negro en la dirección del ecuador. Si se aproxima a un ángulo diferente, como uno desde los polos del agujero negro hasta el ecuador, solo hay una esfera de fotones. Esto se debe a que al acercarse a este ángulo, no existe la posibilidad de viajar con o contra la rotación.

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Termodinámica agujeros negros.

Escrito por Enunlugarenelcosmos 19-09-2018 en ciencia. Comentarios (0)


En 1971, Hawking demostró en condiciones generales que el área total de los horizontes de eventos de cualquier colección de agujeros negros clásicos nunca puede disminuir, incluso si colisionan y se fusionan. Este resultado, ahora conocido como la segunda ley de la mecánica del agujero negro, es notablemente similar a la segunda ley de la termodinámica, que establece que la entropía total de un sistema nunca puede disminuir. Como con los objetos clásicos en el cero absoluto (temperatura(, se supuso que los agujeros negros tenían entropía cero. Si este fuera el caso, la segunda ley de la termodinámica sería violada por la materia cargada de entropía que entra en un agujero negro, lo que resulta en una disminución de la entropía total del universo. Por lo tanto, Bekenstein propuso que un agujero negro debería tener una entropía, y que debería ser proporcional a su área de horizonte.

El vínculo con las leyes de la termodinámica se vio reforzado por el descubrimiento de Hawking de que la teoría cuántica de campos predice que un agujero negro irradia radiación de cuerpo negro a una temperatura constante. Esto aparentemente causa una violación de la segunda ley de la mecánica del agujero negro, ya que la radiación absorberá la energía del agujero negro causando que se encoja. La radiación, sin embargo, también arrastra la entropía, y puede probarse bajo suposiciones generales que la suma de la entropía de la materia que rodea un agujero negro y un cuarto del área del horizonte, medida en unidades de Planck, de hecho siempre está aumentando. Esto permite la formulación de la primera ley de la mecánica del agujero negro como un análogo de la primera ley de la termodinámica, con la masa actuando como energía, la gravedad superficial como temperatura y el área como entropía.

Imagen: La fórmula para la entropía Bekenstein-Hawking ( S ) de un agujero negro, que depende del área del agujero negro ( A ). Las constantes son la velocidad de la luz ( c ), la constante de Boltzmann ( k ), la constante de Newton ( G ) y la constante de Planck reducida ( ħ ). En unidades de Planck , esto se reduce a S = A/4

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Relación entre las propiedades de la masa y sus constantes físicas asociadas.

Escrito por Enunlugarenelcosmos 19-09-2018 en ciencia. Comentarios (0)

La relación entre las propiedades de la masa y sus constantes físicas asociadas. Se cree que cada objeto masivo exhibe las cinco propiedades. Sin embargo, debido a las constantes extremadamente grandes o extremadamente pequeñas, en general es imposible verificar más de dos o tres propiedades para cualquier objeto.

El radio de Schwarzschild ( r s ) representa la capacidad de la masa para causar curvatura en el espacio y el tiempo.
El parámetro gravitacional estándar ( μ ) representa la capacidad de un cuerpo masivo para ejercer fuerzas gravitatorias newtonianas en otros cuerpos.
La masa inercial ( m ) representa la respuesta newtoniana de la masa a las fuerzas.
La energía de reposo ( E 0 ) representa la capacidad de la masa para convertirse en otras formas de energía.
La longitud de onda de Compton ( λ ) representa la respuesta cuántica de la masa a la geometría local.

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