Agujeros negros

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Agujeros negros:
visto por fuera y por dentro
Bert Janssen
Dpto. de F´sica Teorica y del Cosmos ı ´

B. Janssen (UGR)

Og´jares, 19 de enero 2011 ı

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Desde los anos ’60, los agujeros negros est´ n en todas partes: ˜ a en el cine:

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En el arte:

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en lostebeos:

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en los juegos:

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en internet:

black hole: 30.800.000 entradas agujero negro: 5.500.000 entradas
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¿Pero qu´ son realmente? e
1. Ideas b´ sicas a 2. Agujeros negros en la teor´a de la relatividad ıRelatividad general en 180 segundos Diagramas de espaciotiempo Agujeros negros de verdad 3. ¿Como se observa un agujero negro? ´ 4. ¿Qu´ pasa si me acerco a un agujero negro? e 5. ...

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Interrumpidme cuando querais

Las preguntas tontas no existen. ´ Solo existen las respuestas tontas.

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8/46 1.

Ideas b´ sicas a
Velocidad de escape = velocidad necesario para una masa m no vuelva a caer en la Tierra ve = 2GN M R

v
Tierra: ve = 11, 1 km/s = 39 960 km/h ve = 2, 38 km/s = 8 568 km/h ve = 59, 5 km/s = 214 200 km/h ve = 600 km/s = 2 160 000 km/h

m

Luna: Jupiter: Sol:

R M

... ve es independiente de la masa m del objeto ve aumenta si aumenta la masa M del planeta veaumenta si disminuye el radio R del planeta
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F
5 4 3 2 1

GN m M F = _________ r2

1

2

3

4

5

r

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F
5 4 3 2 1

GN m M F = _________ r2

1

2

3

4

5

r

Laplace (1798):

ve ≡

2GN M =c R

⇐⇒

2GN M R= c2

−→ Estrella negra

B.Janssen (UGR)

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F
5 4 3 2 1

GN m M F = _________ r2

1

2

3

4

5

r

Laplace (1798):

ve ≡

2GN M =c R

⇐⇒

2GN M R= c2

−→ Estrella negra Einstein (1905): c es velocidad m´ xima permitida a −→ Agujero negro: Imposible escapar!
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Observacion importante: ´ La formacionde un agujero negro: ´ depende de la densidad del objeto NO depende de la masa Radio de Schwarzschild = radio critico para formar un agujero negro 2GN M RS = c2 Objeto Sol Tierra Ser humano: Agujero negro supermasivo Agujero negro primordial
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Masa 2 · 1030 kg = 1 M⊙ 6 · 1024 kg = 3 · 10−6 M⊙ 100 kg = 5 · 10−29 M⊙ ∼ 109 M⊙ ∼ 1012 kg = 10−18 M⊙

Rs 3 km 9 mm 1, 5 · 10−22 mm ∼orbita de Saturno ∼ nucleo de atomo ´
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2.

Agujeros negros en la Teor´a de la Relatividad ı

Para entender bien los agujeros negros, hace falta la Relatividad General

A. Einstein

K. Schwarzschild

Relatividad General (1915) es la teor´a moderna de la gravedad ı Gravedad est´ descrita por las ecuacion de Einstein a ´

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1 g R = − 8πGN T Rµν − 2 µν µν 4 c

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1 g R = − 8πGN T Rµν − 2 µν µν 4 c

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Cementerio de trenes, Uyuni, Bolivia

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Gravedad = espacio curvo

La materia indica como se curva elespacio. El espacio indica como se mueve la materia.

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Part´culas y luz siguen trayectorias curvas en el espacio curvo: ı

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En general la curvatura es muy, muy complicada:

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Diagramas de espaciotiempo: Evento...
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