UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE 

MÉXICO

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES 

PLANTEL ORIENTE

AGUJEROS Y NEGROS Y VIAJES A TRAVÉS
DEL TIEMPO

EMMANUEL NEFTALY FLORES LÓPEZ

GUADALUPE TERESA PARRA LUNA

GRUPO: 240

MATERIA:TLRIID II

Nº DE CUENTA: 315168064

INTRODUCCIÓN

Elegí este trabajo porque me parece muy fascinante la idea de poder viajar en el tiempo, y bueno, ¿A quien no? Seria muy emocionante poder viajar al pasado y ver un concierto de tu grupo favorito o regresar y visitar la época en la cual te hubiese gustado vivir, conocer a tus padres en sus etapas jóvenes, en su etapa de enamorados, ver el inicio y fin de los tiempos sin envejecer, o poder observar tu acontecimiento histórico, o simplemente para revivir momentos o sucesos importantes para nosotros.

AGUJEROS NEGROS

Un agujero negro u hoyo negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorial 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 70. La radiación emitida por agujeros negros como Cygnus X-1 no procede del propio agujero negro sino de su disco de acreción.

FORMACIÓN DE UN AGUJERO NEGRO

Los agujeros negros proceden de un proceso de colapso gravitatorio Dicho proceso comienza después de la muerte de una gigante roja (estrella de gran masa), llámese muerte a la extinción total de su energía. Tras varios miles de millones de años de vida, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer fuerza sobre sí misma originando una masa concentrada en un pequeño volumen, convirtiéndose en una enana blanca . En este punto, dicho proceso puede proseguir hasta el colapso de dicho astro por la auto atracción gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro. Este proceso acaba por reunir una fuerza de atracción tan fuerte que atrapa hasta la luz en éste.

El cuerpo está rodeado por una frontera esférica, llamada "horizonte de sucesos", a través de la cual la luz puede entrar, pero no puede salir, por lo que parece ser completamente negro.
Se llama Horizonte de sucesos ya que el único suceso que puede ocurrir una vez pasada la frontera es el de seguir cayendo en el agujero, ya que no hay velocidad posible suficientemente grande como para escapar de la atracción gravitatoria, ni siquiera a la velocidad de la luz se puede escapar (Aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo)

Un campo de estas características puede corresponder a un cuerpo de alta densidad con una masa relativamente pequeña, como la del Sol o inferior, que está condensada en un volumen mucho menor, o a un cuerpo de baja densidad con una masa muy grande, como una colección de millones de estrellas en el centro de una galaxia.

MASA DE LOS AGUJEROS NEGROS

Si analizamos la segunda propiedad debemos de considerar que hasta el momento lo que se sabe de la masa que poseen los agujeros negros es que esta no tiene límites conocidos (ningún máximo ni mínimo). Pero si analizamos las evidencias actuales podemos considerar que dado que los agujeros negros se forman a partir de la muerte de estrellas masivas debería de existir un límite máximo del peso de los agujeros negros que sería a lo mucho igual a la masa máxima de una estrella masiva. Dicha masa límite es igual a diez veces la masa del Sol (más o menos 1x10³¹ kilogramos o si no lo entiendes 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kilogramos). En los últimos años se ha encontrado evidencia de la existencia de agujeros negros en el centro de galaxias masivas. Se cree a partir de esto que dichos agujeros negros poseerían una masa de un millón de soles).

Según la masa

• Agujeros negros supermasivos: con masas de varios millones de masas solares. Se hallarían en el corazón de muchas galaxias. Se forman en el mismo proceso que da origen a los componentes esféricos de las galaxias.
• Agujeros negros de masa estelar: Se forman cuando una estrella de masa 2,5 veces mayor que la del Sol se convierte en supernova e implosina. Su núcleo se concentra en un volumen muy pequeño que cada vez se va reduciendo más. Este es el tipo de agujeros negros postulados por primera vez dentro de la teoria de la relatividad general.
• Micro agujeros negros: Son objetos hipotéticos, algo más pequeños que los estelares. Si son suficientemente pequeños, pueden llegar a evaporarse en un período relativamente corto mediante emisión de radiación de Hawking. Este tipo de entidades físicas es postulado en algunos enfoques de la gravedad cuántica, pero no pueden ser generados por un proceso convencional de colapso gravitatorio, el cual requiere masas superiores a la del Sol.
  
  

  Según sus propiedades físicas

  Para un agujero negro descrito por las ecuaciones de Albert Einstein, existe un teorema denominado de sin pelos (en inglés No-hair theorem), que afirma que cualquier objeto que sufra un colapso gravitatorio alcanza un estado estacionario como agujero negro descrito sólo por 3 parámetros: su masa , su carga  y su momento angular . Así tenemos la siguiente clasificación para el estado final de un agujero negro:
  • El agujero negro más sencillo posible es el agujero negro de Schwarzschild, que no rota ni tiene carga.
  • Si no gira pero posee carga eléctrica, se tiene el llamado agujero negro de Reissner-Nosrdstrom.
  • Un agujero negro en rotación y sin carga es un agujero negro de Kerr.
  • Si además posee carga, hablamos de un agujero negro de Kerr-Newman.

AGUJEROS BLANCOS

Agujero blanco es el término propuesto para definir una solución de las ecuaciones del campo gravitatorio de Einstein, cuya existencia se cree imposible, debido a las condiciones tan especiales que requiere.

Se trata de una región finita del espacio-tiempo, visible como objeto celeste con una densidad tal que deforma el espacio pero que, a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla. De hecho ningún objeto puede permanecer en el interior de dicha región durante un tiempo infinito. Por ello se define un agujero blanco como el reverso temporal de un agujero negro: el agujero negro absorbe a su interior a la materia en cambio el agujero blanco la expulsa.

VIAJES A TRAVÉS DEL TIEMPO

Lo que es casi posible

En años recientes, se han comprobando algunos aspectos de las teorías imaginarias de Einstein. La última y quizá la más emocionante, es el efecto, antes mencionado, llamado dilatación del tiempo. Aunque hemos basado la tecnología en la teoría por décadas, un experimento de este año finalmente probó que la dilatación del tiempo es un fenómeno completamente real.

La dilatación del tiempo básicamente se refiere a la idea de que el tiempo pasa más despacio para un reloj que se mueve que para uno estático. La fuerza de gravedad también afecta la diferencia en el tiempo transcurrido. Entre más gravedad y más velocidad, habrá mayor diferencia en el tiempo. Los agujeros negros, como el de Interstellar, por ejemplo, producirían una cantidad masiva de dilatación del tiempo, debido a su fuerza gravitacional extrema. 

Gracias a los programas espaciales, ya hemos lidiado con este efecto por muchos años. Esta es la razón por la que el sonido del tic-tac de los relojes en la Estación Espacial Internacional se escucha un poco más lento que el de los que están en la Tierra. Considerando que la estación se mueve más rápido y no está afectada por la gravedad, el tiempo se mueve más rápido. Es también la razón por la que los relojes en la Tierra no son precisos, dado que el efecto de la dilatación del tiempo significa que este se mueve más despacio entre más cerca te encuentres de la superficie terrestre.

Un mejor ejemplo de este efecto tiene que ver con los GPS satelitales. El chip GPS en tu móvil funciona porque existen 24 satélites alrededor del planeta que triangulan tu ubicación basándose en el tiempo que tarda la información en viajar hacia y desde el dispositivo.

Sin embargo, al construir el sistema, los científicos aprendieron que los relojes atómicos en los satélites caminan un poco más rápido, ya que se están moviendo a 14.484 km/hr en órbita. Para ser más específico, pierden 8 microsegundos al día. Parece ser imperceptible, pero es suficiente para errar con la ubicación. Por esta razón, la tecnología GPS hace ajustes en los relojes para compensar los efectos de dilatación del tiempo.

¿Y los agujeros de gusano?

Los agujeros de gusano son consecuencia de un agujero negro que se encuentra girando con cargas determinadas, esto provocaría que esté simultáneamente interactuando con un agujero blanco, la combinación de ambos es denominado un agujero de gusano.

Sin embargo, como hemos visto, los agujeros blancos no existen y si alguien cae en un agujero negro llegará a dirigirse hacia el centro de la singularidad pero no atravesará un agujero de gusano pues este requiere que exista un agujero blanco. Pero teóricamente se piensa que si éste existiera habría una conexión entre la ubicación del agujero negro y como salida se tendría al lugar en donde está ubicado el agujero blanco. 

Hay dos clases de agujeros de gusano:

- Intrauniverso: conectan dos puntos alejados del Cosmos.
- Interuniverso o agujeros de Schwarzschild: conectan dos Universosdistintos.

CITAS TEXTUALES

1.- "Cuanto más fuerte es la atracción gravitatoria que experimenta un cuerpo, más despacio transcurre el tiempo para él", resume uno de los autores del estudio, James Chin-Wen Chou, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología  (NIST).

2.-"La ciencia podría afirmar que el universo tenía que haber conocido un comienzo."

3.-"Los estudios de Hawking llevan a afirmar que los agujeros negros crean y emitenpartículas como si fueran cuerpos cálidos y ordinarios con una temperaturadirectamente proporcional a la gravedad de sus superficies e inversamenteproporcional a sus masas."

BIOGRAFIA

http://www.todoelsistemasolar.com.ar/agujeronegro.html

http://www.cosmopediaonline.com/an_magnitud.html

http://www.cosmopediaonline.com/an_formacion.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_negro
http://www.nationalgeographic.es/ciencia/100922-science-space-time-einstein-relativity-aging-gravity-ear

http://www.bibliotecapleyades.net/ciencia/time_travel/esp_ciencia_timetravel27.html

http://es.gizmodo.com/viajar-en-el-tiempo-es-posible-te-explicamos-como-1655248853

CITAS TEXTUALES

1.-  http://www.nationalgeographic.es/ciencia/100922-science-space-time-einstein-relativity-aging-gravity-ear

2.-Agujeros negros y pequeños universos (y otros ensayos), editado en 1993.
3.-http://www.astrocosmo.cl/h-foton/h-foton-03_08-04.htm

http://es.scribd.com/doc/16014716/Tesis-Sobre-Los-Agujeros-Negros#scribd