Horizonte de Eventos en un agujero Negro Espacial

Un agujero negro posee algo que llamamos “horizonte de eventos” que es una superficie esférica que limita las fronteras del agujero negro. Usted puede pasar por el horizonte de eventos en el sentido de entrada, pero no puede salir más de él. En realidad, una vez que cruce el horizonte de eventos, usted estará destinado a se acercar cada vez más de lo “singular” que es el centro del agujero negro.

Usted puede pensar en el horizonte de eventos como un sitio donde la velocidad de escape es igual a la velocidad de la luz. Afuera del horizonte de eventos, la velocidad de escape es menor que la velocidad de la luz, así que si usted acciona sus cohetes con fuerza suficiente podrá obtener energía suficiente para huir del agujero negro. Pero si usted se encuentra ubicado adentro del horizonte de eventos, no importa la potencia de sus cohetes, usted no podrá nunca escapar.

El horizonte posee algunas propiedades geométricas bastante raras. Para alguien que esté observando a alguna distancia del agujero negro, el horizonte de eventos parece una superficie esférica muy tranquila y estática. Pero cuando se aproxima del horizonte puede percibir que él se mueve a una velocidad espantosa.

En realidad, ¡el horizonte se está expandiendo a la velocidad de la luz! Eso explica porque es tan fácil cruzar el horizonte en dirección para el centro pero es imposible salir. Puesto que el horizonte se mueve a la velocidad de la luz, para poder huir de vuelta usted tendría que viajar a una velocidad mayor que la velocidad de la luz. Como usted no puede viajar más rápido que la propia luz, usted nunca jamás podrá escapar del agujero negro.

El horizonte es estático en un sentido pero en otro él mismo se está moviendo a la velocidad de la luz. Es parecido a la historia de Alicia en el País de las Maravillas: ella necesitaba correr tan rápido cuanto pudiera – solamente para quedarse en el mismo sitio donde estaba. Una vez adentro del horizonte, el espacio-tiempo es tan distorsionado que las coordenadas que delinean distancia radial y tiempo cambia de posición. O sea, la coordenada que delinea la distancia hacia el centro, “r”, pasa a ser una coordenada del tipo tiempo, y la coordenada “t” anteriormente del tiempo, pasa a ser del tipo espacial.

Una consecuencia de eso es que usted no podrá evitar trasladarse en el sentido de valores cada vez menores que el “r”, así como usted no puede evitar trasladarse en la coordenada tiempo en dirección al futuro (en el sentido de valores mayores de “t”).

Eventualmente usted atingirá la singularidad, situada en r=0. Usted podrá intentar huir de eso accionando sus cohetes, pero es inútil: no importa a que dirección usted intente huir, no puede evitar su futuro. Intentar evitar el centro de un agujero negro después de haber cruzado el horizonte es lo mismo que intentar evitar el lunes prójimo.

Acerca de eso, el nombre “agujero negro” fue inventado por John Archibald Wheeler, y por lo tanto más atrayente que los anteriores nombres. Antes de Wheeler tales objetos eran conocidos como “estrellas congeladas”. Explicaremos en seguida.

¿Cuál es el tamaño de un agujero negro?

Existen por lo menos dos formas distintas de describir el tamaño de algún objeto. Por la masa que posee o por el espacio que el objeto ocupa. En primer lugar hablaremos acerca de la masa de los agujeros negros. Primero, no hay límite ni superior ni inferior para la masa de un agujero negro.

Cualquiera que sea la cantidad de materia puede, teóricamente, transformarse en un agujero negro, desde que sea comprimida a una densidad suficiente. Existe la sospecha que la gran mayoría de los agujeros negros hayan sido creados por ocasión de la muerte de estrellas masivas, y por eso calculase que su masa sea igual a la masa de dichas estrellas.

La masa de uno de eses agujeros negros estelares seria algo cerca de 10 veces la masa del Sol, o cerca de 10^{31} kilogramos. (La notación científica utilizada: 10^{31} significa 1 seguido de 31 ceros, ó

10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000.)

Los astrónomos sospechan que muchas galaxias contengan agujeros negros extremadamente masivos en sus centros. Tales agujeros tendrían masas un millón de veces mayores que la masa del Sol, ó 10^{36} kilogramos.

Cuanta más masa posee un agujero negro, más espacio él ocupa. En realidad el rayo de Schwarzschild (que representa el rayo del horizonte de eventos) y la cantidad de masa son directamente proporcionales: si un agujero negro posee masa diez veces superior a la masa de otro agujero negro, quiere decir que su rayo es diez veces mayor también.

Un agujero negro que posea masa igual a la masa del Sol tendría un rayo de 3 kilómetros. Así, un agujero negro típico con 10 masas solares  tendría un rayo de 30 kilómetros, y un agujero negro de centro de galaxia con un millón de masas solares tendría un rayo de 3 millones de kilómetros. Dicho tamaño puede parecer inmenso, pero no lo es en términos astronómicos. El Sol, por ejemplo, tiene un rayo de aproximadamente 700.000 km, que, si fuera un agujero supermasivo tendría un rayo de solamente cuatro veces más que el Sol.