Los hoyos negros en el tiempo espacio

Física

 Reporte y resumen del Libro: Los hoyos negros y la curvatura espacio tiempo

De sachen hacían

Proyecto de ciencia para todos por el fondo de la cultura económica desde 1986

El libro empieza con la citación de una frase de Shakespeare

¿Qué hace la gravedad fuera de su cama a media noche?

Capítulo 1: La gravitación universal

En este capítulo se centra en la gravedad el autor, empezando con la poca veraz anécdota de newton, dándonos a entender que este no es un fenómeno reducido a nuestro planeta sino que rige en todo el universo en general; la cual es la responsable del movimiento de los cuerpos celestes que ocupan el universo.

Nos plantea la evolución de la concepción de la gravedad en la historia de la física nombrando a científicos que hicieron grandes aportes para la formación del concepto de  esta y su entendimiento, por ejemplo Copérnico, galileo, newton, Kepler y Hooke; el ultimo tenía el concepto de que los cuerpos del espacio ejercen fuerza hacia su centro evitando que se escapen sus partes de él, además de que sin esto se moverían en línea recta.

No obstante newton fue el que pudo demostrarlo con la ley de gravitación universal formulada en 1865. Después se menciona la existencia de ciertos cuerpos oscuros descubiertos por Pierre-Simón Laplace. Cuerpos a los que llamamos supernovas que brillan unos días y después se apagan. La explicación es que después de brillar una estrella arroja su masa al espacio mientras que su núcleo permanece y se convierte en un cuerpo oscuro, pero hay cuerpos mucho más grandes que nuestro sol por ejemplo 250 veces lo que provoca que la velocidad de escape de un astro no sea la sufriente para escapar de este cuerpo

El capítulo de la relatividad de Einstein

Se explica que la mecánica newton no se aplican a objetos a escalas pequeñas como los átomos y a velocidades altas como la de la luz, para la primera se usa la mecánica cuántica y la ultima la relatividad; donde usamos la teoría de la relatividad de Einstein en 1905.el autor nos explica que El “principio de la relatividad de Galileo” que establece: “Todo movimiento es relativo al sistema de referencia en el cual se observa y las leyes de la física no cambian de un sistema a otro”. Los filósofos y físicos veían, con desagrado, que no existiera un sistema de referencia igual para definir todos los movimientos del universo. Pero, en el siglo XIX, surgieron dificultades con la relatividad de Galileo, ya que no era eficiente en fenómenos eléctricos y magnéticos. Por eso postularon la existencia de un medio extremadamente sutil, eléter, que servía de sustento para la luz, así como el aire era del sonido. Tiempo después, Einstein postuló que no puede haber un sistema de referencia privilegiado, y postuló que el éter simplemente no existe, ya que la velocidad de la luz es la misma en cualquier sistema de referencia. Los efectos predichos por la teoría de la relatividad, sólo se manifiestan cuando hay velocidades comparables a la de la luz. Un buen ejemplo, que nos menciona, para comprender mejor esta teoría es: Si una nave se mueve a una velocidad de 295 000 km/ser. (5000 km/ser menos que la velocidad de la luz) y sale de la tierra con destino a la estrella Sirio y regresara, tardaría 20 años medidos en la Tierra y para los tripulantes habrían pasado ¡sólo 3 años! , la contracción del tiempo, en esta teoría no es el único efecto, sino también existe una equivalencia entre la energía y la masa, dada por la famosísima fórmula de Einstein: E=mc2, que nos dice que la energía es equivalente a la materia. Esto quiere decir que, podemos obtener energía por aniquilación de materia con antimateria (electrón-positrón).Así lógicamente, para llegar a la velocidad de la luz, es necesaria una energía infinita y para ésta, es necesaria una materia infinita. Es, por ello, que según la teoría de la relatividad, la velocidad de la luz no puede ser superada a excepción de la luz misma. Pero nos podemos preguntar ¿Cómo es que la luz obtiene esta velocidad? Pues, nos dice que la luz está constituida por partículas llamadas fotones; y la masa de un fotón es nula y, por ellos puede viajar a esa velocidad límite (300 000 km/ser.). Además, algo muy interesante que nos dice, es que hay la posibilidad de que existan partículas que se muevan más rápidamente que los fotones, son los llamados taquiones. En la teoría de Einstein, se habla del espacio y del tiempo, donde se describe que son consideraciones necesarias para encontrar un cuerpo en cierto espacio en un instante. Está especificado por cuatro coordenadas, tres espaciales (largo, ancho y alto) y una temporal (describe el tiempo en ese mismo instante). Además Einstein postuló que el espacio-tiempo, es curvo y, la gravedad es la manifestación de esa curvatura.

El capítulo III “La muerte de las Estrellas”.

 En este capítulo,  habla de que todas las estrellas viven y mueren de la misma manera: el parámetro fundamental que determina la evolución de una estrella es su masa. Para demostrar cómo es que una estrella, mientras más masiva sea, puede consumirse más pronto.  Nos dice: “El Sol que es una estrella de tipo común tiene una masa de 2x1030kg., puede brillar tranquilamente durante 10 000 millones de años. Las estrellas más masivas derrochan toda su energía en unos cuantos miles de años. Así que mientras más masiva sea una estrella, menos tiempo brilla, porque consume su combustible nuclear mucho más rápido, en comparación a una estrella poco masiva. Menciona, de acuerdo con varias investigaciones científicas, que las estrellas, al dejar de brillar, llegan a un aspecto definido por su masa, en tres formas distintas. El autor describe cada una de ellas: Enana Blanca: Tienen muy baja luminosidad y de un color claramente blanco. Estas estrellas no exceden una masa de 3x1030kg. (1.5 veces la masa delos). Los núcleos atómicos se comprimen pegándose entre sí formando una red cristalina, y los electrones se mueven alrededor de ella, formando un “gas de electrones”. Y así la estrella se va apagando llegando a “enana roja”, después a “enana negra” con un tamaño similar al de un planeta, pero totalmente apagado. Estrellas de neutrones: En estas estrellas los electrones se fusionan con los protones, formando neutrones. También son llamadas las supernovas (conmovimos en el capítulo I) las cuales alcanzan un brillo de 10 000 millones de estrellas juntas. Nos preguntamos ¿De dónde sacan tanta luminosidad? Pues como lo vimos en el capítulo II,  nos dijo que las estrellas ocupan toda su masa para producir energía y, en éste caso, las supernovas gastan toda su materia quedando su núcleo (una estrella de neutrones). La masa, en la que se encuentran estas estrellas, es 3x1030kg a 5 x1030kg de masa (1.5 a 2.5veces masa solar).Hoyo negro: Llamado “El colapso inevitable”. El hoyo negro se forma al contraerse toda su materia en un solo punto de tamaño nulo, donde existe una fuerza de gravedad infinita. Este fenómeno es llamado singularidad. Los hoyos negros tienen entre5x1030kg a 1.6x1031kg. (2,5 a 8 veces la masa solar).

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