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Documento con la investigación realizada

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Documento con la investigación realizada

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Carnalla-Martinez, C., & De Redacción de Ciencia, E. (2025, 10 abril). ¿Qué son los agujeros negros? - NASA Ciencia. NASA

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Carnalla-Martinez, C., & De Redacción de Ciencia, E. (2025, 10 abril). ¿Qué son los agujeros negros? - NASA Ciencia. NASA

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¿Qué son los agujeros negros? - NASA Ciencia

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Aprende más sobre qué son los agujeros negros y cómo se forman.

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En Pocas Palabras – Kurzgesagt. (2023, 18 mayo). ¿Qué pasa si nos caemos en un agujero negro? [Vídeo]. YouTube. 

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En Pocas Palabras – Kurzgesagt. (2023, 18 mayo). ¿Qué pasa si nos caemos en un agujero negro? [Vídeo]. YouTube. 

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¿Qué pasa si nos caemos en un agujero negro?

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National Geographic. (2022, 23 mayo). Agujeros Negros: todo lo que tenes que saber. National Geographic. 

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National Geographic. (2022, 23 mayo). Agujeros Negros: todo lo que tenes que saber. National Geographic. 

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Fotografía de M. Kornmesser ESO

Los agujeros negros y sus misterios despiertan la imaginación e inspiran libros y películas de todo tipo. Pero esa fascinación también abarca el mundo de las ciencias desde que el célebre físico Albert Einstein predijo la existencia de los agujeros negros en su Teoría General de la Relatividad.

El jueves 12 de mayo de 2022 el mundo conoció las primeras fotografías de Sagitario A* (que debe ser leído como "sagitario a estrella"), gracias a una red global de telescopios llamada Event Horizon Telescope (EHT).

Según informaron los científicos, la masa de este gigante cósmico es superior a la de cuatro millones de soles combinados. Pese a que no es posible ver el agujero negro en sí, porque es completamente oscuro, el gas brillante a su alrededor revela un área central (la llamada área de sombra) en torno al cual gira un anillo incandecente de gas, polvo y estrellas.

La fotografía, obtenida a través de una combinación de ocho observatorios distribuidos por todo el planeta, constituye un verdadero hito para la astronomía. Los científicos ya habían identificado estrellas que giraban alrededor de algo invisible, compacto y muy denso en el centro de la Vía Láctea, lo que sugería que este objeto (Sagitario A*) era efectivamente un agujero negro.

La imagen divulgada provee la primera evidencia visual y directa de esas suposiciones. "Es un momento emocionante, es nuestro propio agujero negro supermasivo", comentó mediante videollamada con National Geographic la doctora en astrofísica Roberta Duarte, del Grupo de Agujeros Negros del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de São Paulo (IAG-USP), Brasil.

Montaje de los observatorios de radiotelescopios que forman parte de la red Event Horizon Telescope (EHT), una iniciativa global que permitió obtener la primera imágen de Sagitario A*.

Fotografía de M. Kornmesser ESO

¿Qué es un agujero negro?

Los astrónomos y físicos suelen definir a los agujeros negros como espacios de materia extremadamente densa. Objetos cuya masa es tan condensada que distorsionan drásticamente el tejido espacio-tiempo. "Son regiones del espacio en los cuales el campo gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz consigue escapar", explicó mediante videollamada con National Geographic el astrofísico Rodrigo Nemmen, investigador del IAG-USP.

De acuerdo con Nemmen, para comenzar a entender a los agujeros negros es necesario recurrir a la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein. A inicios del siglo XX, el físico alemán propuso que el universo existía en una geometría cuatridimensional conocida como espacio-tiempo: "Einstein introdujo la noción de que el tiempo no era absoluto, pero que también sería una dimensión (con profundidad, anchura y altura), lo que lo vuelve relativo, por eso el nombre de la teoría".

De todos modos, eso no era suficiente para explicar los fenómenos espaciales. Así, Einstein incluyó también en su teoría a la gravedad como una de las fuerzas de las cuales depende la masa de los objetos.

La presencia de cuerpos con enormes cantidades de masa haría que el espacio-tiempo se curvara en lo que los científicos llaman campo gravitacional. Cuanto mayor es la masa, más grande es el campo gravitacional (curvatura) y la distorsión del tiempo-espacio. En la práctica, eso significa que en el Sol, por ejemplo, el tiempo fluye más despacio que en la Tierra.

De acuerdo con Nemmen, "Einstein consiguió con eso predecir la existencia de los agujeros negros en 1916, pero en aquella época ni siquiera él mismo creía mucho en sus cálculos y luchaba con las consecuencias inexorables de su propia teoría".

La mayoría de los agujeros negros son formados por restos condensados de una estrella masiva. En otras palabras: se trata de lo que queda después de la muerte de una estrella grande, con una masa de al menos tres estrellas similares al Sol.

Las estrellas, explicó Nemmen, funcionan por reacciones de fusión nuclear, lo que significa que funden el hidrógeno en helio en sus núcleos, un proceso mediante el cual pierden una pequeña proporción de masa que se convierte en una enorme cantidad de energía. Ese es el origen de su brillo.

Cuando ese combustible (el hidrógeno) se acaba, las estrellas mueren; y cuando eso ocurre, el equilibrio se inclina hacia la gravedad y el núcleo comienza a colapsar. Algunas estrellas, cuya masa es igual o menor a la del Sol, terminan convirtiéndose en enanas blancas.

Pero las estrellas mayores (con una masa superior a 10 soles) suelen causar un colapso gravitacional al morir, explotando en una supernova que produce un agujero negro.

Mira este video para saber más en profundidad el origen de los agujeros negros:

¿Cómo se forma un agujero negro?

En el centro de nuestra galaxia, un agujero negro supermasivo se agita. Aprende sobre los tipos de agujeros negros y cómo los científicos descubrieron estos objetos invisibles y extraordinarios en nuestro universo.

Tipos de agujeros negros

Los agujeros negros se clasifican según su tamaño. Primero están los agujeros negros estelares, que poseen entre tres y 100 masas solares. "Este es el tipo más común encontrado en el universo y normalmente se los encuentra orbitando una estrella menos masiva o incluso otro agujero negro, en una danza gravitacional", dijo Duarte.

Recientemente, uno de esos agujeros negros estelares fue encontrado a apenas 1.500 años-luz de la Tierra, lo que lo convierte en el agujero negro más próximo de nuestro planeta. Bautizado como Unicornio, este objeto también es el menor registrado hasta el momento, con apenas tres masas solares.

La segunda categoría está compuesta por los agujeros negros intermedios, cuya masa varia de 100 a 10.000 soles.

Por último, existen los supermasivos, mayores a 10.000 masas solares, categoría en la que encaja Sagitario A*. Tanto Duarte como Nemmen coinciden en que esos agujeros negros son los que se pueden encontrar en el centro de de las galaxias. "La hipótesis", dijo Duarte, "es que buena parte de las galaxias tiene un agujero negro supermasivo en el centro y esta idea se viene sosteniendo desde la década del '60, cuando pudimos observar cuásares en el centro de galaxias muy distantes".

Los cuásares son agujeros negros supermasivos extremadamente activos, cuya tasa de acreción (la velocidad con la que se alimenta de materia medida en masas solares por año terrestre) es muy alta. De acuerdo con Nemmen, "los cuásares son observados sólo en el universo muy antiguo, que está muy lejos de nosotros. La forma en que se alimentan es intensa, haciendo con que el gas y la materia que los rodean sean tan brillantes que llegan a ofuscar la galaxia entera en la que se encuentran".

¿Qué tan viejo es el Universo y cuál es su origen? Las respuestas en este video:

¿Cuántos años tiene el Universo y cómo comenzó todo?

A lo largo de la historia, innumerables mitos y teorías científicas han tratado de explicar el origen del universo. La explicación más aceptada es la teoría del Big Bang. Aprende sobre la explosión que comenzó todo y cómo el universo creció del tamaño de un átomo para abarcar todo lo que existe hoy en día.

¿Por qué es importante investigar los agujeros negros?

Observando las borrosas fotografías de Sagitario A* y de M87, el primer agujero negro supermasivo fotografiado desde la Tierra, resulta curioso que se genere tanto alboroto por algo que ni siquiera puede verse bien.

Para los astrofísicos, a pesar de que estos descubrimientos no impactan directamente en nuestras vidas, entender mejor los agujeros negros, principalmente los supermasivos, puede ayudar a la comunidad científica a entender mejor el origen y la historia del universo. "Los agujeros negros son los cuerpos más extraños y encantadores del cosmos. Ellos, literalmente, distorsionan las nociones de tiempo y espacio en una existencia tan compleja como el universo en sí", comentó Nemmen.

De acuerdo con Duarte, las fotografías de agujeros negros (que, según enfatiza, son extremadamente nítidas, considerando la distancia a la que se encuentran) permiten observar la gravedad en su punto más extremo, algo que todavía falta entender del todo: "¿Qué mejor para entender la gravedad que estudiar un objeto compuesto de, precisamente, gravedad?".

Según la especialista, estudiar los agujeros negros posibilitará resolver cuestiones que todavía ni siquiera fueron planteadas, así como los estudios de la física polaca Marie Curie sobre radioactividad en 1898 ayudaron al desarrollo de los tratamientos contra el cáncer, pese a que no era ese el objetivo inicial de las investigaciones. Agregó Duarte: "¿Quién sabe? Quizás entender la gravedad nos ayude a resolver no sólo cuestiones cruciales para desarrollar viajes más rápidos, sino también para obtener energía limpia. La ciencia funciona así".

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Agujeros Negros: todo lo que hay que saber

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Fotografía de M. Kornmesser ESO Los agujeros negros y sus misterios despiertan la imaginación e inspiran libros y películas de todo tipo. Pero esa fascinación también abarca el mundo de las ciencias desde que el célebre físico Albert Einstein predijo la existencia de los agujeros negros en su Teoría General de la Relatividad.

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Esta clase creamos el Padlet, e investigamos los primeros temas del projecto.

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Esta clase terminamos lo que serían las partes del índice de "que son" y "como se forman."

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The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2025, 1 octubre). Black hole | Definition, Formation, Types, Pictures, & Facts. Encyclopedia Britannica. 

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The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2025, 1 octubre). Black hole | Definition, Formation, Types, Pictures, & Facts. Encyclopedia Britannica. 

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black hole, cosmic body of extremely intense gravity from which nothing, not even light, can escape. A black hole can be formed by the death of a massive star. When such a star has exhausted the internal thermonuclear fuels in its core at the end of its life, the core becomes unstable and gravitationally collapses inward upon itself, and the star's outer layers are blown away. The crushing weight of constituent matter falling in from all sides compresses the dying star to a point of zero volume and infinite density called the singularity.

Details of the structure of a black hole are calculated from Albert Einstein's general theory of relativity. The singularity constitutes the centre of a black hole and is hidden by the object's "surface," the event horizon. Inside the event horizon the escape velocity (i.e., the velocity required for matter to escape from the gravitational field of a cosmic object) exceeds the speed of light, so that not even rays of light can escape into space. The radius of the event horizon is called the Schwarzschild radius, after the German astronomer Karl Schwarzschild, who in 1916 predicted the existence of collapsed stellar bodies that emit no radiation. The size of the Schwarzschild radius is proportional to the mass of the collapsing star. For a black hole with a mass 10 times as great as that of the Sun, the radius would be 30 km (18.6 miles).

Only the most massive stars-those of more than three solar masses-become black holes at the end of their lives. Stars with a smaller amount of mass evolve into less compressed bodies, either white dwarfs or neutron stars.

Black holes usually cannot be observed directly on account of both their small size and the fact that they emit no light. They can be "observed," however, by the effects of their enormous gravitational fields on nearby matter. For example, if a black hole is a member of a binary star system, matter flowing into it from its companion becomes intensely heated and then radiates X-rays copiously before entering the event horizon of the black hole and disappearing forever. One of the component stars of the binary X-ray system Cygnus X-1 is a black hole. Discovered in 1971 in the constellation Cygnus, this binary consists of a blue supergiant and an invisible companion 14.8 times the mass of the Sun that revolve about one another in a period of 5.6 days.

Some black holes apparently have nonstellar origins. Various astronomers have speculated that large volumes of interstellar gas collect and collapse into supermassive black holes at the centres of quasars and galaxies. A mass of gas falling rapidly into a black hole is estimated to give off more than 100 times as much energy as is released by the identical amount of mass through nuclear fusion. Accordingly, the collapse of millions or billions of solar masses of interstellar gas under gravitational force into a large black hole would account for the enormous energy output of quasars and certain galactic systems.

One such supermassive black hole, Sagittarius A*, exists at the centre of the Milky Way Galaxy. Observations of stars orbiting the position of Sagittarius A* demonstrate the presence of a black hole with a mass equivalent to more than 4,000,000 Suns. (For these observations, American astronomer Andrea Ghez and German astronomer Reinhard Genzel were awarded the 2020 Nobel Prize for Physics.) Supermassive black holes have been detected in other galaxies as well. In 2017 the Event Horizon Telescope obtained an image of the supermassive black hole at the centre of the M87 galaxy. That black hole has a mass equal to six and a half billion Suns but is only 38 billion km (24 billion miles) across. It was the first black hole to be imaged directly. The existence of even larger black holes, each with a mass equal to 10 billion Suns, can be inferred from the energetic effects on gas swirling at extremely high velocities around the centre of NGC 3842 and NGC 4889, galaxies near the Milky Way.

The existence of another kind of nonstellar black hole was proposed by the British astrophysicist Stephen Hawking. According to Hawking's theory, numerous tiny primordial black holes, possibly with a mass equal to or less than that of an asteroid, might have been created during the big bang, a state of extremely high temperatures and density in which the universe originated 13.8 billion years ago. These so-called mini black holes, like the more massive variety, lose mass over time through Hawking radiation and disappear. If certain theories of the universe that require extra dimensions are correct, the Large Hadron Collider could produce significant numbers of mini black holes.

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Black hole | Definition, Formation, Types, Pictures, & Facts

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Black hole, cosmic body of extremely intense gravity from which nothing, not even light, can escape. It can be formed by the death of a massive star wherein its core gravitationally collapses inward upon itself, compressing to a point of zero volume and infinite density called the singularity.

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Esta clase hicimos las partes de "Espaguetización" y empezamos con "Ejemplos: Sagitario A*"

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Lincoln, D. (2024, 24 enero). “Spaghettification”: How black holes stretch objects into oblivion. Big Think. 

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Lincoln, D. (2024, 24 enero). “Spaghettification”: How black holes stretch objects into oblivion. Big Think. 

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“Spaghettification”: How black holes stretch objects into oblivion

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“Spaghettification” occurs when an object falls into a black hole and experiences varying gravitational pulls at its ends.

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Pol Bertran. (2021, 1 noviembre). La RADIACIÓN de HAWKING 💥 | La Evaporación (y muerte) de los Agujeros Negros [Vídeo].

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Pol Bertran. (2021, 1 noviembre). La RADIACIÓN de HAWKING 💥 | La Evaporación (y muerte) de los Agujeros Negros [Vídeo].

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La RADIACIÓN de HAWKING 💥 | La Evaporación (y muerte) de los Agujeros Negros

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De Redacción de Ciencia, E. (2025, 1 mayo). El agujero negro en el centro de la Vía Láctea despertó hace 200 años, revela telescopio IXPE - NASA Ciencia. NASA Science.

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De Redacción de Ciencia, E. (2025, 1 mayo). El agujero negro en el centro de la Vía Láctea despertó hace 200 años, revela telescopio IXPE - NASA Ciencia. NASA Science.

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Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, es mucho menos luminoso que otros agujeros negros en el centro de las galaxias que podemos observar, lo que significa que el agujero negro central de nuestra galaxia no ha estado devorando activamente material a su alrededor. Sin embargo, nueva evidencia obtenida por el telescopio Explorador de polarimetría de imágenes de rayos X (IXPE, por sus siglas en inglés) de la NASA sugiere que el antiguo gigante dormido despertó recientemente -hace unos 200 años- para devorar gas y otros desechos cósmicos que estaban a su alcance.

Sagitario A* se encuentra a más de 25.000 años luz de la Tierra y es nuestro agujero negro supermasivo más cercano, con una masa estimada de millones de veces la de nuestro Sol. El agujero negro de Sagitario A (o Sgr A* por las siglas que suelen emplear los investigadores y que se pronuncia "Sagitario A asterisco"), se encuentra en la constelación de Sagitario en el corazón de la Vía Láctea.

Los científicos recurrieron a IXPE para tener una observación más cercana cuando las investigaciones previas de rayos X detectaron emisiones en rayos X relativamente recientes de gigantescas nubes de gases en sus alrededores. Dado que la mayoría de las nubes cósmicas, conocidas como "nubes moleculares", son frías y oscuras, las señales de rayos X de estas nubes deberían haber sido débiles. En cambio, brillaban con intensidad.

"Uno de los escenarios para explicar por qué estas nubes moleculares gigantes están brillando es que, de hecho, están haciendo eco de un destello de luz de rayos X desaparecido hace mucho tiempo, lo que indica que nuestro agujero negro supermasivo no estaba tan inactivo hace algunos siglos", dijo Frédéric Marin, astrónomo del Observatorio Astronómico de Estrasburgo en Francia y autor principal del estudio, publicado en la revista Nature.

IXPE, el cual mide la polarización de la luz de rayos X, o la dirección e intensidad promedio del campo eléctrico de las ondas de luz, apuntó a estas nubes moleculares durante dos períodos de estudio en febrero y marzo de 2022. Cuando los astrónomos combinaron los datos resultantes con imágenes del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y las compararon con observaciones de archivo de la misión XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, pudieron aislar la señal de rayos X reflejada y descubrir su punto de origen.

"El ángulo de polarización actúa como una brújula, apuntándonos hacia la misteriosa y desaparecida fuente de iluminación", dijo Riccardo Ferrazzoli, astrofísico del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia en Roma. "¿Y qué hay en esa dirección? Nada menos que Sgr A*".

Al analizar los datos, el equipo descubrió que los rayos X de las nubes moleculares gigantes eran luz reflejada de una erupción intensa y de corta duración producida en Sgr A*, o cerca de este, posiblemente ocasionada por el agujero negro que consumió abruptamente el material cercano.

Los datos también ayudaron a los investigadores a estimar la luminosidad y la duración de la erupción original, lo que sugiere que el fenómeno ocurrió hace unos 200 años terrestres, o aproximadamente a principios del siglo XIX.

El siguiente objetivo del equipo de investigadores es repetir la observación y reducir las incertidumbres de la medición, dijo Steven Ehlert, científico del proyecto IXPE en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama.

Los datos de seguimiento podrían mejorar las estimaciones de cuándo ocurrió la erupción y qué tan intensa pudo haber sido en su punto máximo, y ayudarán a determinar la distribución tridimensional de las nubes moleculares gigantes que rodean el agujero negro inactivo.

Lo más importante, dijo Ehlert, es que tales estudios ayudan a los investigadores a obtener una nueva comprensión de los procesos físicos necesarios para despertar nuevamente a Sgr A* , aunque sea temporalmente, de su sueño inquieto.

"IXPE está desempeñando un papel clave para ayudarnos a comprender mejor la escala de tiempo en la que está cambiando el agujero negro en el centro de nuestra galaxia", dijo Ehlert. "Sabemos que el cambio puede ocurrir en galaxias activas y agujeros negros supermasivos en una escala de tiempo humana. Estamos aprendiendo más sobre el comportamiento de este agujero negro a lo largo del tiempo y su historial de estallidos, y estamos ansiosos por observarlo más a fondo para determinar qué cambios son típicos y cuáles son extraordinarios".

IXPE es una colaboración entre la NASA y la Agencia Espacial Italiana que cuenta con socios y colaboradores científicos en 12 países. IXPE está dirigido por el centro Marshall. Ball Aerospace, con sede en Broomfield, Colorado, gestiona las operaciones de la nave espacial junto con el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder.
Read this story in English here.

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El agujero negro en el centro de la Vía Láctea despertó hace 200 años, revela telescopio IXPE - NASA Ciencia

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Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, es mucho menos luminoso que otros agujeros negros en el centro de las galaxias que

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En esta clase trabajamos con la parte de ¿Qué pasa si nos metemos dentro de un Agujero Negro? y terminamos el ejemplo: Sagitario A*

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A Nuñez, C. (s. f.). La Paradoja de la Pérdida de Información en Agujeros Negros [TESIS].

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A Nuñez, C. (s. f.). La Paradoja de la Pérdida de Información en Agujeros Negros [TESIS].

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En esta clase preparamos nuestras respuestas para el objetivo. También trabajamos un poco en la conclusión.

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Con Francisco, nuestro tutor, revisamos la presentacion, profundizamos en el contexto global (serendipia) y definimos el producto final. (con base más posible bonus). 45 minutos de entrevista en total.

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Revisión final del proyecto: investigación y Canva.

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Nos juntamos via Google Meet para terminar con el proyecto.

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En esta clase preparamos el documento de entrega y corregimos algunos errores ortográficos.