Los hoyos negros y la curvatura del espacio-tiempo

LOS HOYOS NEGROS Y LA CURVATURA DEL ESPACIO-TIEMPO
Autor: SHAHEN HACYAN COMITÉ DE SELECCIÓN EDICIONES DEDICATORIA I. LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL II. LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD DE EINSTEIN III. LA MUERTE DE LAS ESTRELLAS IV. LA DETECCIÓN DE LOS HOYOS NEGROS V. UN VIAJE POR LOS HOYOS NEGROS (Y BLANCOS) VI. HOYOS NEGROS, TERMODINÁMICA Y MECÁNICA ....CUÁNTICA VII. EPÍLOGO CONTRAPORTADA

COMITÉ DESELECCIÓN

Dr. Antonio Alonso Dr. Gerardo Cabañas Dr. Juan Ramón de la Fuente Dr. Jorge Flores Dr. Leopoldo García-Colín Scherer Dr. Tomás Garza Dr. Gonzalo Halffter Dr. Raúl Herrera Dr. Jaime Martuscelli Dr. Héctor Nava Jaimes Dr. Manuel Peimbert Dr. Juan José Rivaud Dr. Julio Rubio Oca Dr. José Sarukhán Dr. Guillermo Soberón Coordinadora: María del Carmen Farías

EDICIONES

Primeraedición, 1988 Sexta reimpresión, 1997 Segunda edición, 1998 La Ciencia para Todos es proyecto y propiedad del Fondo de Cultura Económica, al que pertenecen también sus derechos. Se publica con los auspicios de la Subsecretaría de Educación Superior e Investigación Científica de la SEP y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. D.R. © 1988, FONDO DE CULTURA ECONÓMICA, S. A. DE C. V. D.R. © 1998, FONDODE CULTURA ECONÓMICA Carretera Picacho-Ajusco 227; 14200 México, D.F. ISBN 968-16-5772-1 (segunda edición) ISBN 968-16-2797-0 (primera edición) Impreso en México

DEDICATORIA

A la memoria de mi padre.

EPÍGRAFE

What doth gravity out of its bed at midnight? (¿Que hace la gravedad fuera de su cama a media noche?) SHAKESPEARE, Henry IV, II iv

I. LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL

¿POR QUÉCAEN LOS CUERPOS Y SE MUEVEN LOS ASTROS? SEGÚN una famosa leyenda, Isaac Newton, sentado bajo un manzano, meditaba sobre la fuerza que mueve a los astros en el cielo, cuando vio caer una manzana al suelo. Este suceso tan trivial fue para él la clave del problema que le intrigaba: se dio cuenta de que el movimiento de los cuerpos celestes es regido por la misma fuerza que atrae una manzana al suelo:la fuerza de la gravedad. Newton descubrió que la gravitación es un fenómeno universal que no se restringe a nuestro planeta. Aun siendo poco veraz, esta leyenda ilustra uno de los acontecimientos que señalan el nacimiento de la ciencia moderna: la unión de la física celeste con la física terrestre. Antes de Newton, nadie había sospechado que la gravitación es un fenómeno inherente a todos loscuerpos del Universo. Muy por el contrario, durante la Edad Media y aun hasta tiempos de Newton, se aceptaba el dogma de que los fenómenos terrestres y los fenómenos celestes son de naturaleza completamente distinta. La gravitación se interpretaba como una tendencia de los cuerpos a ocupar su "lugar natural", que es el centro de la Tierra. La Tierra era el centro del Universo, alrededor del cualgiraban los cuerpos celestes, ajenos a las leyes mundanas y movidos sólo por la voluntad divina. Se pensaba que la órbita de la Luna marcaba la frontera entre la región terrestre y el cielo empíreo donde las leyes de la física conocidas por el hombre dejaban de aplicarse. En el siglo XVI, Copérnico propuso un sistema heliocéntrico del mundo según el cual los planetas, incluyendo la Tierra, girabanalrededor del Sol. El modelo de Copérnico describía el movimiento de los astros con gran precisión, pero no ofrecía ningún indicio del mecanismo responsable de ese movimiento. La obra de Copérnico fue defendida y promovida apasionadamente por Galileo Galilei. Además de divulgar la hipótesis heliocéntrica, Galileo encontró nuevas evidencias a su favor realizando las primeras observacionesastronómicas con un telescopio; su descubrimiento de cuatro pequeños astros que giran alrededor de Júpiter lo convenció de que la Tierra no es el centro del Universo. Galileo también fue uno de los primeros científicos que estudiaron la caída de los cuerpos, pero es una ironía de la historia el que nunca sospechara la relación entre la gravedad y el movimiento de los cuerpos celestes. Al contrario, creía...