Què és un forat negre?
Per començar, cal indicar que els forats negres s'han estudiat molt malament i en la seva majoria a nivell teòric. Fins al 2019, la humanitat només tenia coneixements teòrics. Tanmateix, el 10 d'abril del mateix any, els científics van aconseguir la primera fotografia de raigs X d'un forat negre supermassiu al centre de la galàxia Messier 87 (M87).
Què és un forat negre
En resum, un forat negre és el més pesat i alhora el més petit de tots els objectes possibles de l'univers.
Un forat negre és un objecte a l'espai exterior en el qual es comprimeix una gran quantitat de matèria. Per entendre aproximadament l'escala de compressió, imagineu-vos una estrella que sigui 10 - 100 - 1.000.000 de vegades més gran que el sol i comprimida en una esfera amb un diàmetre de la regió de Kíev. Com a resultat d'una densitat increïble, sorgeix un fort camp gravitatori, del qual ni tan sols la llum no pot escapar.
Per què es diuen així els forats negres?
De moment, se sap que els forats negres tenen una gravetat inimaginable, tan forta que fins i tot partícules tan petites com els fotons (partícules de llum visibles) no pot superar la seva força atracció, i ells, per un moment, es mouen a la velocitat de la llum. És precisament pel fet que la llum no es reflecteix (més precisament, no pot superar la força de la gravetat) des de la superfície que els "forats negres" exteriorment segueixen sent zones fosques per a qualsevol dispositiu d'observació existent, mentre que l'anterior no vol dir en absolut que la superfície d'un forat negre és negra, només des de fora és impossible de veure, una paradoxa, i lluny de ser l'única!
S'anomena la regió de l'espai al voltant d'un forat negre, més enllà de la qual la matèria i qualsevol partícula, inclosos els quants de llum, no poden trencar-se (retornar). Estant sota l'horitzó d'esdeveniments, qualsevol objecte, cos, partícula es mourà, existirà només dins del forat negre i no podrà escapar fora de l'horitzó d'esdeveniments. Un observador extern que es troba a l'exterior de l'horitzó d'esdeveniments no pot observar el que està passant dins.
Amb un horitzó d'esdeveniments no està bé simplement, gràcies als efectes quàntics, irradia energia (un corrent de partícules calentes) a l'univers. Aquest efecte es coneix com a radiació de Hawking i és per això que, teòricament, un forat negre pot deixar d'existir (evaporant gradualment l'energia radiant) i convertir-se en una estrella extinta. Aquesta afirmació és certa dins de la física quàntica, on la matèria es pot moure mitjançant túnels, superant obstacles que no es poden superar en condicions normals.
No se sap amb certesa què passa amb la matèria quan les forces gravitatòries d'un forat negre l'atrauen i passa per l'horitzó d'esdeveniments.Des d'un punt de vista teòric, és probable que el cos/matèria després de passar l'horitzó d'esdeveniments caigui en l'anomenada singularitat, i abans sigui destruït a causa de les forces gravitatòries.
Una singularitat gravitatòria és un punt de l'espai-temps on les lleis de la física que ens coneixen molt probablement no funcionen o funcionen de manera diferent. Per exemple, les magnituds que descriuen la gravetat en condicions normals, en condicions de singularitat, poden ser infinites o indefinides.
Per què hi ha una resplendor al voltant del forat negre de la foto?
Mira aquest vídeo a YouTube
Sobre els anells d'acreció d'un forat negre
La resplendor al voltant d'un forat negre no és Photoshop ni efectes especials d'ordinador. En virtut de les lleis de l'atracció, els forats negres atrauen tot allò que cau a la zona d'acció de la seva gravetat. Pot ser gas, pols i altres matèries. En aquest cas, la matèria, que cau sota l'atracció d'un forat negre, no cau immediatament a la seva superfície, sinó que comença a girar en òrbita circular. Durant la rotació, s'escalfa a causa de la velocitat i la fricció colossals, i emet radiacions de raigs X. La rotació aparent de la matèria lluminosa s'anomena disc d'acreció, i és precisament això el que es mostra a la fotografia del forat negre al començament de l'article.
Quines altres maneres hi ha per detectar forats negres?
Els telescopis que estudien els forats negres miren el seu entorn, on el material està molt a prop de l'horitzó d'esdeveniments. La substància s'escalfa a milions de graus i brilla amb raigs X. L'enorme gravetat dels forats negres també distorsiona el propi espai, de manera que podeu veure l'efecte de l'atracció gravitatòria invisible sobre les estrelles i altres objectes.
