Libro español semestre 2

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Universidad Autónoma de Nuevo León

Escuela Industrial y Preparatoria Técnica “Álvaro Obregón”

Español II

Los Agujeros Negros

Maestro:

Mtro. Reynaldo García Alejandro

Autor:

Samuel Vives Garza

Matricula:

1845928

Semestre:

2

Grupo:

2A2

Turno:

Vespertino

Bachiller Técnico:

Aire Acondicionado y Refrigeración

Monterrey, Nuevo León, mayo de 2017

Universidad Autónoma de Nuevo León

Español II

Los Agujeros Negros

Monterrey, Nuevo León, mayo de 2017

Dedicatoria

Este libro lo pude hacer gracias a mis padres Diana Garza Aguilar y Samuel Vives Garza que estuvieron ahí para apoyarme en todo momento, me aconsejaron y ayudaron tanto moral como económicamente, también agradezco a mi amiga Denisse Monserrat Espinosa Pardo por brindarme una cantidad inmensa de su valioso tiempo y estar junto a mí a pesar de todas las adversidades que se presentaron.

Índice

Pagina

1. Introducción

2. Capitulo I. Los Agujeros Negros

3.1 Campo Gravitatorio

3.2 Cygnus X-1

3.3 Horizonte de Sucesos

3.4 Relatividad General

4. Capítulo II. Proceso de Formación

4.1 Colapso Gravitacional

4.2 Neutrinos

4.3 Estrella de Neutrones

4.4 Teoría Cuántica de la Gravedad

4.5 Gigante Roja

4.6 Enana Blanca

5. Capítulo III. Historia

5.1 Ley de la Gravitación Universal

5.2 Pulsar

6. Capitulo IV. Clasificación Teórica

6.1 Capitulo V. Descripción Teórica

6,2 Zonas Observables

6.3 La Entropía en los Agujeros Negros

6.4 Definición de Agujero Negro

6.5 ¿Imposibilidad de los agujeros Negros?

7. Capítulo VI. Los Agujeros Negros en la Física Actual

7.1 Descubrimientos Recientes

7,2 El Mayor

7.3 El Menor

7.4 Chorros de Plasma

7.5 Formación de Estrellas por el Influjo de Agujeros Negros

7.6 Radiación de Hawking

8. Conclusiones

9. Bibliografía

Introducción

Elegí este tema con la finalidad de educar bien a todas las personas que están mal informadas en cuestión de saber que es un agujero negro, también para concientizar sobre la existencia de este.

Me encontré con diversas dificultades, como que hay una muy basta información por lo que fui selecto en escoger y compilarla.

Capítulo I: Los Agujeros Negros

Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio tal 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 la década de 1970. La radiación emitida por agujeros negros como Cygnus X-1 no procede del propio agujero negro sino de su disco de acreción.

La gravedad de un agujero negro, o “curvatura del espacio-tiempo”, provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las ecuaciones del campo de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio. En la década de 1970, Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros. Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasi esférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento angular L.

Se conjetura que en el centro de la mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros súper masivos.

El 11 de febrero de 2016, las colaboraciones LIGO, Interferómetro Virgo y GEO600 anunciaron la primera detección de ondas gravitacionales, producidas por la fusión de dos agujeros negros a unos 410 millones de pársecs, mega pársecs o Mpc, es decir, a unos 1337 millones de años luz, mega-años luz o Mal de la Tierra. Las observaciones demostraron la existencia de un sistema binario de agujeros negros de masa estelar y la primera observación de una fusión de un agujero negro binario. Anteriormente, la existencia de agujeros negros estaba apoyada en observaciones astronómicas de forma indirecta, a través de la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas.

La gravedad de un agujero negro puede atraer al gas que se encuentra a su alrededor, que se arremolina y calienta a temperaturas de hasta 12 millones de grados Celsius, esto es, 2000 veces mayor temperatura que la superficie del Sol.

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Campo Gravitatorio

En física, el campo gravitatorio o campo gravitacional es un campo de fuerzas que representa la gravedad. Si se dispone en cierta región del espacio una masa M, el espacio alrededor de  M adquiere ciertas características que no disponía cuando no estaba M. Este hecho se puede comprobar acercando otra masa {\displaystyle m} m y constatando que se produce la interacción. A la situación física que produce la masa M se la denomina campo gravitatorio. Afirmar que existe algo alrededor de M es puramente especulativo, ya que solo se nota el campo cuando se coloca la otra masa m, a la que se llama masa testigo o masa de prueba.[pic 4]

Cygnus X-1

Cygnus X-1 (abreviado como Cyg X-1)1 2 3 es una fuente muy brillante de rayos X4 situada en la constelación del Cisne. Fue descubierto en 1964 desde un detector de rayos X a bordo de un cohete suborbital Aerobee lanzado desde el White Sands Missile Range.5 Cyg X-1 es muy variable pero en rayos X duros (rayos X con energía de más de 30 keV) suele ser la fuente más brillante del cielo.6

Es un ejemplo clásico de una Binaria de Rayos X, sistemas compuestos por un objeto compacto, que puede ser un agujero negro o una estrella de neutrones, y una estrella compañera. En el caso de Cygnus X-1, el objeto compacto es un agujero negro que orbita alrededor de la estrella supe gigante azul HDE 226868 de magnitud aparente 8,9. Como en toda binaria de rayos X, no es el agujero negro el que emite los rayos X, sino la materia que está a punto de caer en él. Esta materia (gas y plasma) forma un disco de acrecimiento que orbita alrededor del agujero negro y alcanza temperaturas de millones de kelvin.[pic 5]

Cygnus X-1 constituye el primer caso en el que se pudo probar la presencia de un agujero negro.8

Se observan también chorros de materia que se extienden desde unas unidades astronómicas hasta varios pársecs, donde colisiona con el medio interestelar y da lugar a un arco de emisión en el óptico. Para generar este arco, el chorro debe tener una potencia de 20000 veces la potencia de nuestro sol.

El sistema se encuentra a unos 6000 años luz de la Tierra.

Horizonte de Sucesos

El horizonte de sucesos es una superficie imaginaria de forma esférica que rodea a un agujero negro, en la cual la velocidad de escape necesaria para alejarse del mismo coincide con la velocidad de la luz. Por ello, ninguna cosa dentro de él, incluyendo los fotones, puede escapar debido a la atracción de un campo gravitatorio extremadamente intenso.

Las partículas del exterior que caen dentro de esta región nunca vuelven a salir, ya que para hacerlo necesitarían una velocidad de escape superior a la de la luz y, hasta el momento, la teoría indica que nada puede alcanzarla.

Por tanto, no existe modo de observar el interior del horizonte de sucesos, ni de transmitir información hacia el exterior. Esta es la razón por la cual los agujeros negros no tienen características externas visibles de ningún tipo, que permitan determinar su estructura interior o su contenido, siendo imposible establecer en qué estado se encuentra la materia desde que rebasa el horizonte de sucesos hasta que colapsa en el centro del agujero negro.

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