El "agujero negro" puede imaginarse fácilmente como un "gran agujero negro", pero no es así. El llamado "agujero negro" es un cuerpo celeste cuyo campo gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar.
Según la relatividad general, el campo gravitacional curvará el espacio-tiempo. Cuando una estrella es muy grande, su campo gravitacional tiene poco efecto en el espacio-tiempo, y la luz emitida desde un determinado punto de la superficie de la estrella puede emitirse en línea recta en cualquier dirección. Cuanto menor sea el radio de la estrella, mayor será su efecto sobre la curvatura del espacio-tiempo circundante, y la luz emitida en ciertos ángulos regresará a la superficie de la estrella a lo largo del espacio curvo.
Cuando el radio de la estrella es tan pequeño como un determinado valor (llamado "radio de Schwarzschild" en astronomía), se capta incluso la luz emitida por la superficie vertical. En este punto, la estrella se convierte en un agujero negro. Llamarlo "negro" significa que es como un pozo sin fondo en el universo. Una vez que cualquier materia cae en él, "parece" que nunca podrá escapar. De hecho, los agujeros negros son verdaderamente "invisibles", de lo que hablaremos en un momento.
Entonces, ¿cómo se forman los agujeros negros? De hecho, al igual que las enanas blancas y las estrellas de neutrones, es probable que los agujeros negros evolucionen a partir de estrellas.
Hemos introducido con más detalle el proceso de formación de enanas blancas y estrellas de neutrones. Cuando una estrella envejece, sus reacciones termonucleares han agotado el combustible (hidrógeno) del centro y el centro no produce mucha energía. De esta forma, ya no tiene fuerza suficiente para soportar el enorme peso del caparazón. Por lo tanto, bajo la fuerte presión de la capa exterior, el núcleo comienza a colapsar hasta formar finalmente una estrella pequeña y densa que es capaz de equilibrarse nuevamente con la presión.
Las estrellas con masas más pequeñas evolucionan principalmente hacia enanas blancas, mientras que las estrellas con masas más grandes pueden formar estrellas de neutrones. Según los cálculos de los científicos, la masa total de una estrella de neutrones no puede ser superior a tres veces la masa del sol. Si se excede este valor, no quedará fuerza para resistir su propia gravedad, lo que desencadenará otro Big Crunch.
Esta vez, según la conjetura de los científicos, la materia marchará inexorablemente hacia el punto central hasta convertirse en un “punto” donde el volumen tiende a cero y la densidad tiende al infinito. Y una vez que su radio se reduce hasta cierto punto (radio de Schwarzschild), como introdujimos anteriormente, la enorme gravedad impedirá que incluso la luz se emita hacia afuera, cortando así todas las conexiones entre la estrella y el mundo exterior - "El "agujero negro" era nacido.
En comparación con otros cuerpos celestes, los agujeros negros son demasiado especiales. Por ejemplo, los agujeros negros son "invisibles" y la gente no puede observarlos directamente. Incluso los científicos sólo pueden hacer varias conjeturas sobre su estructura interna. Entonces, ¿cómo se esconden los agujeros negros? La respuesta es: espacio curvo. Todos sabemos que la luz viaja en línea recta. Este es el sentido común más básico. Sin embargo, según la teoría general de la relatividad, el espacio se curvará bajo la acción del campo gravitacional. En este momento, aunque la luz todavía viaja a lo largo de la distancia más corta entre dos puntos cualesquiera, ya no es una línea recta, sino una curva. En sentido figurado, parece que la luz originalmente iba a ir en línea recta, pero la fuerte gravedad la alejó de su dirección original.
En la Tierra, esta flexión es mínima debido al pequeño efecto del campo gravitacional. Alrededor de un agujero negro, esta deformación del espacio es muy grande. De esta manera, incluso si una parte de la luz emitida por una estrella bloqueada por un agujero negro cae en el agujero negro y desaparece, la otra parte de la luz pasará por alto el agujero negro en el espacio curvo y llegará a la Tierra. Por lo tanto, podemos observar sin esfuerzo el cielo estrellado detrás del agujero negro como si el agujero negro no existiera. Esta es la invisibilidad del agujero negro.
Lo que es más interesante es que algunas estrellas no sólo emiten luz hacia la Tierra directamente a la Tierra, sino que la luz que emiten en otras direcciones también puede ser refractada por la fuerte gravedad de los agujeros negros cercanos y llegar a la Tierra. . De esta forma, no sólo podremos ver la "cara" de la estrella, sino también sus lados e incluso su espalda al mismo tiempo.
El "agujero negro" es sin duda una de las teorías astronómicas más desafiantes y apasionantes de este siglo. Muchos científicos están trabajando arduamente para desvelar su misterio y constantemente se proponen nuevas teorías. Sin embargo, estos últimos resultados de la astrofísica contemporánea no se pueden explicar aquí claramente en pocas palabras. Los amigos interesados pueden consultar trabajos especializados.