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Alberto ApariciBorja TosarHéctor SocasGastón GiribetFrancis Villatoroefecto arrastre tiring agujeros negrosluz rota alrededor agujero negroteoría relatividad efecto arrastregravedad curvatura espacio tiempotrayectoria de la luz curvadarotación del astro afecta luzgastón giribet explica gravedadrotación agujero negro trayectoria luzdistorsión apariencia agujero negroachatamiento polos agujero negrorotación agujero negro distorsiona apariencialuz arrastrada por el agujero negronefroide forma de riñón achatadocambio de luz en rotacióncorrimiento al rojo agujero negrofrecuencia sintonía cambio intensidadimpulso adicional luz lastroGastón GiribetSchwarzschildGranatGRS 1915 más 105parámetro de KerrM87HubbleTierraRyu
Rotación Agujero negro trayectoria Luz
Con
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Gastón Giribet explica cómo la rotación de un agujero negro afecta a la trayectoria de la luz, lo que provoca una distorsión en su apariencia.
…de Einstein de la gravitación, y que es la correcta, uno ve que en efecto el hecho de que un cuerpo rote arrastra hacia un lado; o sea, un cuerpo tiende a arrastrarse hacia el lado que rota, y si vos querés rotar en contra de él, sentís una gravedad distinta. Eso se conoce como efecto de arrastre de Tiring, y en el caso de los agujeros negros es muy notable. Eso también uno lo puede medir en la Tierra, con satélites, pero uno en un agujero negro es notable y en ese arrastre hace que incluso la luz no se comporte de igual manera si co-orbita o contra-orbita el astro, porque la luz también rota. La teoría general de la relatividad nos dice que la gravedad es la curvatura al espacio-tiempo. Entonces también la luz, en tanto transeúnte el espacio-tiempo, va a ver ceñida su trayectoria acomodándose la curvatura. Entonces la luz también se curva, pero se curva más para un lado que para el otro. Si el astro está rotando intrínsecamente en torno a su eje. ¿Eso qué hace? Que visto desde acá, como no le es lo mismo la luz venir de un lado que del otro si el astro está rotando, la figura del agujero negro no es exactamente circular. No solo por el achatamiento en los polos que tiene un agujero negro que rota; eso de hecho no se nota. Sino porque empieza a achatarse de un lado, que es del lado del cual la luz viene más rasante y viene arrastrada por él. Entonces la figura de un agujero negro empieza a ser por un lado como una suerte de nefroide, como si fuera una forma de riñón achatado cuando rota muy rápidamente. Hay otros efectos, que es también un cambio de luz. un corrimiento al rojo distinto, porque la luz recibe un impulso adicional cuando corrota con el lastro que por el otro lado. Eso es solamente un cambio de color, no obstante, como uno está observando una frecuencia distinta, todo cambio de color que te saque de la frecuencia de sintonía se ve como un cambio de intensidad efectivo. Entonces también se ve una suerte de acumulación de más intenso de un lado o del otro. ¿Y si uno mira la figura de M87 Estrella va a ver que tiene unas zonas brillantes y unas zonas no brillantes? Mucho de eso puede depender de la dinámica del disco, o sea,…
Significado #1 · Palabras #1
Gastón Giribet explica cómo la rotación de un agujero negro es necesaria para generar jets y menciona que la galaxia M87 es conocida por tener un jet muy energético.
Habla: Gastón GiribetSignificado #11jet galaxia m87rotación agujero negro jetsfoto hubble jet m87…ese agujero negro, es compatible con lo que se creía que tenía su momento angular. Por ejemplo, no se sabía qué momento angular, qué spin, qué velocidad de rotación sobre su propio eje ese monstruo tenía, pero se sabía que tenía alguna porque se necesita. Rotación del agujero negro para lograr, por ejemplo, que genere jets. Y la galaxia de M87 es famosa por un jet enorme de escalas casi intergalácticas, enorme porque tiene un tamaño comparado con la galaxia; es una galaxia enorme, de un jet muy energético. Hay una foto hermosa del Hubble tomada mucho antes donde se ve el jet de M87; de hecho, el jet se conoce desde muchísimo tiempo. Ahora, se sabía que tenía que tener un gran momento angular, pero bueno, la idea es que ahora se puede hacer un escrutinio de esa imagen y de ahí inferir algunas propiedades. ¿Por qué? Porque se puede tener tanta información de lo que acaece en torno a él, o…
Gastón Giribet explica cómo la rotación de un agujero negro afecta a la trayectoria de la luz, lo que provoca una distorsión en su apariencia.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #1efecto arrastre tiring agujeros negrosluz rota alrededor agujero negroteoría relatividad efecto arrastregravedad curvatura espacio tiempotrayectoria de la luz curvadarotación del astro afecta luzgastón giribet explica gravedadrotación agujero negro trayectoria luzdistorsión apariencia agujero negroachatamiento polos agujero negrorotación agujero negro distorsiona apariencialuz arrastrada por el agujero negronefroide forma de riñón achatadocambio de luz en rotacióncorrimiento al rojo agujero negrofrecuencia sintonía cambio intensidadimpulso adicional luz lastro…de Einstein de la gravitación, y que es la correcta, uno ve que en efecto el hecho de que un cuerpo rote arrastra hacia un lado; o sea, un cuerpo tiende a arrastrarse hacia el lado que rota, y si vos querés rotar en contra de él, sentís una gravedad distinta. Eso se conoce como efecto de arrastre de Tiring, y en el caso de los agujeros negros es muy notable. Eso también uno lo puede medir en la Tierra, con satélites, pero uno en un agujero negro es notable y en ese arrastre hace que incluso la luz no se comporte de igual manera si co-orbita o contra-orbita el astro, porque la luz también rota. La teoría general de la relatividad nos dice que la gravedad es la curvatura al espacio-tiempo. Entonces también la luz, en tanto transeúnte el espacio-tiempo, va a ver ceñida su trayectoria acomodándose la curvatura. Entonces la luz también se curva, pero se curva más para un lado que para el otro. Si el astro está rotando intrínsecamente en torno a su eje. ¿Eso qué hace? Que visto desde acá, como no le es lo mismo la luz venir de un lado que del otro si el astro está rotando, la figura del agujero negro no es exactamente circular. No solo por el achatamiento en los polos que tiene un agujero negro que rota; eso de hecho no se nota. Sino porque empieza a achatarse de un lado, que es del lado del cual la luz viene más rasante y viene arrastrada por él. Entonces la figura de un agujero negro empieza a ser por un lado como una suerte de nefroide, como si fuera una forma de riñón achatado cuando rota muy rápidamente. Hay otros efectos, que es también un cambio de luz. un corrimiento al rojo distinto, porque la luz recibe un impulso adicional cuando corrota con el lastro que por el otro lado. Eso es solamente un cambio de color, no obstante, como uno está observando una frecuencia distinta, todo cambio de color que te saque de la frecuencia de sintonía se ve como un cambio de intensidad efectivo. Entonces también se ve una suerte de acumulación de más intenso de un lado o del otro. ¿Y si uno mira la figura de M87 Estrella va a ver que tiene unas zonas brillantes y unas zonas no brillantes? Mucho de eso puede depender de la dinámica del disco, o sea,…
Gastón Giribet continúa explicando la dinámica del disco de acreción que rodea a un agujero negro, mencionando una velocidad de rotación estimada.
Habla: Gastón GiribetPalabras #3rotación interna agujero negroimagen m87 ryu colaboradoresdisco acreción alrededor agujero negroionización disco acreciónvelocidad rotación disco acreción agujero negro0 14 veces velocidad luz…brillantes y unas zonas no brillantes? Mucho de eso puede depender de la dinámica del disco, o sea, para dónde rota el disco, cuán lejos está el disco, qué ángulo de inclinación tiene el disco respecto a nosotros. Y otras cosas tienen que ver con la rotación. interna del astro y no del disco ¿Qué le hace el astro al luz que del disco sale? Entonces hay que tener mucho cuidado con estos modelos, son modelos muy complicados Entonces lo que hicieron Ryu y sus colaboradores es analizar con minuciosidad la imagen de M87 y estimar varias cosas Cosas acerca del disco de acreción en torno al agujero negro, ese gran remolino que se va atolondrando y se calienta y se ioniza y termina cayendo dentro del agujero negro parte de él y otro sigue rotando, Parte de la dinámica de ese fluido, es decir, cuál es la velocidad de rotación del disco de acreción en torno al agujero negro, que ellos estiman que es más o menos 0,14 veces la velocidad de la luz, lo cual es un montón; es 4,2 por 10 a la 7 metros sobre segundos. ¿Cuánto sería eso? 42.000 kilómetros por segundo, esa es la velocidad cerca del disco, porque el disco es un disco que se extiende, pero tiene una parte que es muy interna que no llega a tocar al agujero negro, porque recordemos que según la teoría general de la relatividad hay…
Gastón Giribet explica cómo la velocidad de rotación de un agujero negro está limitada y qué ocurriría si superara ese límite.
Habla: Gastón GiribetSignificado #5 · Palabras #16rotación agujero negro límitevelocidad luz máximo permitidosingularidad desnuda sin solucionesrotación máxima agujeros negroshorizonte de eventos velocidad luzastro no rota a priori…esa no es la velocidad de acreción, porque esa es la velocidad orbital del disco de acreción, la materia que está en torno a él, pero después está la velocidad con la que acreta, que llega a 0,23 veces la velocidad de la luz. Eso es una de las estimaciones. El agujero negro está por otro lado rotando grosso modo el 80%, se estima; hay un error grande, pero podemos llegar a decir que las estimaciones pueden llegar hasta 80% de la velocidad de la luz, 80% del máximo permitido. Cuando los agujeros negros pueden rotar sobre su propio eje, pero tiene una máxima velocidad para la que puede rotar; si no, directamente no pueden existir. Se desharía, quedaría la singularidad desnuda, no hay soluciones. O sea, hay una máxima velocidad de rotación: un astro puede no rotar, a priori, teóricamente puede no rotar, o puede rotar como mucho a una velocidad que no es malo pensarlo así; es como la velocidad que el horizonte de eventos, la superficie del agujero negro, si podemos hablar de eso, rotaría la velocidad de la luz. En relatividad usamos un parámetro, que se conoce como parámetro de Kerr, que es un numerito, que tiene unidades de más, de longitud, que se define como el momento angular dividido por el producto de la velocidad de la luz por la masa del astro. Típicamente,…
Gastón Giribet explica el significado del parámetro 'A' en relación con la rotación de un agujero negro, indicando que representa su velocidad máxima y que los valores extremos (1 o -1) corresponden a una rotación extrema.
Habla: Gastón GiribetPalabras #4rotación agujero negro parámetro aagujero negro extremal velocidad luzhorizonte rotando sobre su ejeagujero negro parámetro a 0 8tamaño órbita planeta exteriorrotación agujero negro velocidad luzvelocidad rotación 8 por ciento luz…de la luz igual a 1, entonces se escribe como el momento angular dividido por la masa, pero estrictamente es el momento angular dividido por el producto de la velocidad de la luz por la masa del agujero negro. Cuando eso tiende a 1, cuando este parámetro ¿Qué se conoce como A, la gente lo llama A, tiende a 1? Es en la máxima rotación posible. Es el agujero negro rotando con su horizonte rotando sobre su eje a la velocidad de la luz. Y cuando A es 0, quiere decir que el agujero negro no rotaría. Entonces ese A, si es 1, es lo que se conoce como un agujero negro extremal. Extremal no existe la palabra ni en castellano ni en inglés, pero significa extremadamente rotante; es lo máximo que puede rotar y a eso es A igual a 1 o A igual a menos 1 si rota para el otro lado o A igual a 0 significa no rota, que es el agujero negro de Schwarzschild. Este astro tiene no A igual a 1 pero tiene A igual a 0,8. Quiere decir que este astro es un astro enorme. Estamos hablando de un astro que tiene el tamaño; su solo tamaño es el tamaño de la órbita de un planeta exterior del sistema solar. Es enorme. También tiene un gran astro. Estamos hablando de miles de millones de kilómetros. Es un agujero negro que tiene, que está rotando, a pesar de su enorme tamaño, a la velocidad de la luz sobre su propio eje; o mejor dicho, 0,8%, perdón, 8%, 0,8 veces, 80% la velocidad de la luz. Cuando dice, a pesar de su enorme tamaño, entiendo que realmente te refiere su enorme masa. Su enorme masa y su enorme tamaño, porque tiene miles de millones de kilómetros de radio. Bueno, sí, claro. Pensemos que es como si tuviésemos un planeta, como…
Gastón Giribet explica cómo, a partir de los años 90, se han descubierto en el universo fuentes de agujeros negros con emisiones potentes en gamma, lo que sugiere una rotación cercana a la velocidad de la luz.
Habla: Gastón GiribetPalabras #8agujeros negros rotación velocidad luzsonda granat fuente granatgrs 1915 sistema binarioagujero negro decena masas solares…¿Por qué pensemos que estamos hablando de los agujeros negros extremales, de momentos angulares muy grandes? Se creía durante mucho tiempo que eran idealizaciones, tanto como lo es un agujero negro que no rota en absoluto. Después, con el tiempo, a partir de los 90, nos fuimos encontrando en el universo, fuentes incluso en nuestras galaxias, de agujeros negros que tienen una emisión tan potente en gama sobre todo, que solamente se pueden explicar como si fueran agujeros negros que rotan casi a velocidad de la luz; agujeros negros estelares. La sonda Granat, por ejemplo, que es una sonda, perdón, la sonda Granat observó lo que se conoce como la fuente Granat, más precisamente entre los amigos la conocemos como GRS 1915 más 105; es un sistema binario con un agujero negro de una decena de masas solares que emite muchísimo y la emisión que tiene ahí es compatible solamente con que está girando a 90 % de la velocidad de luz. Hace tiempo que sabemos, desde los 90, que hay evidencias de astros que rotan casi a la velocidad de luz, casi a su máximo permitido, casi a lo que los relativistas llamamos A, cercano a 1. Ahora este es un agujero negro supermasivo, en el centro galáctico,…
Gastón Giribet explica cómo la observación de jets en agujeros negros implica una alta velocidad de rotación, y cuestiona escenarios donde esta rotación sería mínima.
Habla: Gastón GiribetSignificado #8 · Palabras #12jets agujero negro alta velocidadparámetro kerr en astrosrotación agujeros negros muchísimoemisión centro dinámica jet…horizonte interno, pero sobre todo dinámicas exteriores, pensemos en fenómenos exteriores como la argoesfera, la generación de jets, la super radiancia, cosas así, que solo ocurren en agujeros negros rotantes cuando rotan mucho se hacen en el argoesfera El caso paradigmático para mí es lo que sí hemos observado, que es los jets. Por ejemplo, lo que sería muy chocante es si la estimación de la rotación de estos astros diesen que el parámetro de Kerr es 0,001. Eso sería un problema, porque por los jets que hay ahí, espera que roten muy rápidamente. Quizá no tanto, pero sorprendente que tanto. Pero quiero decir, esto al menos es compatible con la emisión del centro, con la dinámica del jet y con un montón de cosas Entonces es cierto, el 80% de la velocidad de luz es todavía muy lejos de la velocidad de luz, sobre todo porque se necesitaría infinita energía para llegar a ella Pero aún así ya nos permite ver fenómenos o explicar fenómenos que hemos visto que solo podemos explicar si estos agujeros negros rotan muchísimo Quedémonos con la palabra muchísimo entonces Bueno, esto me recordó lo que decía Francis: el intento de acercarnos al cero absoluto, ¿no? Excelente, porque es más que una analogía; tu intuición es excelente, es esa. No, no, porque la gente en los 70 tuvo esa intuición antes de descubrirla. Los agujeros…