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Un agujero
negro u hoyo negro es una región finita del espacio en cuyo
interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada para
generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de
ella. Sin embargo, los agujeros negros pueden ser capaces de emitir radiación,
lo cual fue conjeturado por Stephen
Hawking en los años
1970. La radiación emitida por agujeros negros como Cygnus X-1 no procede sin embargo del propio
agujero negro sino de su disco de acreción.
La gravedad de un
agujero negro, o «curvatura del espacio-tiempo»,
provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada
horizonte. Esto es previsto por las ecuaciones de campo de Einstein. El
horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo
y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula
puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura
es estudiada por la relatividad general, la que predijo la
existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio. En los años 70,Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes
sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros. Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un
espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su
masa M, su carga eléctrica
total e y su momento
angular L.
Se conjetura que en
el centro de la mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea,
hay agujeros negros supe masivos. La existencia de agujeros negros está
apoyada en observaciones astronómicas, en especial a través de la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias
activas.
Como se forman los agujeros:
Un agujero negro se forma cuando un objeto alcanza cierta densidad crítica, y su gravedad hace que se colapse hasta volverse un punto casi infinitamente pequeño. Los agujeros negros de masa estelar se forman cuando una estrella masiva ya no puede producir energía en su núcleo. La radiación de sus reacciones nucleares mantiene a la estrella “hinchada,” y la gravedad hace que el núcleo se colapse. Las capas exteriores de la estrella pueden salir despedidas al espacio, o caer al agujero negro, para hacerlo más pesado. Los astrónomos no están seguros de cómo se forman los agujeros negros supermasivos. Pueden formarse a partir del colapso de grandes nubes de gas, o de la unión de muchos agujeros negros pequeños, o de una combinación de eventos.
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