Ciencias Exactas y Naturales

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

PK-CEN-85-JA ¿Los agujeros negros son huecos?

Asesor: REYNA ELIZALDE GONZÁLEZ

Nicolas Iñaqui Vasquez Eulloqui, Santiago Flores Sanchez. Flores Sanchez[6 °Coyote]

Resumen

Los agujeros negros y sus misterios despiertan la imaginación e inspiran libros y películas de todo tipo. Pero esa fascinación también abarca el mundo de las ciencias desde que el célebre físico Albert Einstein predijo la existencia de los agujeros negros en su Teoría General de la Relatividad. 

Los astrónomos y físicos suelen definir a los agujeros negros como espacios de materia extremadamente densa.

Pregunta de Investigación

¿Los agujeros negros son huecos?

Planteamiento del Problema

A muchas personas les ocasiona miedo lo agujeros negros, pero lo que la gente desconoce es que  están presentes en nuestro universo.

Antecedentes

Los agujeros negros son los restos fríos de antiguas estrellas, tan densas que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, es capaz de escapar a su poderosa fuerza gravitatoria. Mientras muchas estrellas acaban convertidas en enanas blancas o estrellas de neutrones, los agujeros negros representan la última fase en la evolución de enormes estrellas que fueron al menos de 10 a 15 veces más grandes que nuestro sol.

Cuando las estrellas gigantes alcanzan la etapa final de sus vidas estallan en cataclismos conocidos como supernovas. Tal explosión dispersa la mayor parte de la estrella al vacío espacial pero quedan una gran cantidad de restos «fríos» en los que no se produce la fusión.

En estrellas jóvenes, la fusión nuclear crea energía y una presión exterior constante que se encuentra en equilibrio con la fuerza de gravedad interior que produce la propia masa de la estrella. Sin embargo, en los restos inertes de una supernova no hay una fuerza que se resista a la gravedad, por lo que la estrella empieza a replegarse sobre sí misma.

En estrellas jóvenes, la fusión nuclear crea energía y una presión exterior constante que se encuentra en equilibrio con la fuerza de gravedad interior que produce la propia masa de la estrella. Sin embargo, en los restos inertes de una supernova no hay una fuerza que se resista a la gravedad, por lo que la estrella empieza a replegarse sobre sí misma.

Un agujero negro de masa estelar se forma cuando una estrella de más de 20 masas solares agota el combustible en su núcleo y colapsa bajo su propio peso. El colapso desencadena la explosión de una supernova que expulsa las capas exteriores de la estrella. Pero si el núcleo aplastado contiene más de tres veces la masa del Sol, ninguna fuerza podrá detener su colapso en un agujero negro. Se tiene poco conocimiento sobre el origen de los agujeros negros supermasivos, pero se sabe que existen desde los primeros días de vida de una galaxia.

Un agujero negro es un objeto astronómico con una fuerza gravitatorial tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de él. La “superficie” de un agujero negro, denominada horizonte de eventos, define el límite donde la velocidad requerida para evadirlo excede la velocidad de la luz, que es el límite de velocidad en el cosmos. La materia y la radiación son atrapadas y no pueden salir.

Se han estudiado extensivamente dos clases principales de agujeros negros. Los agujeros negros de masa estelar, de tres a docenas de veces la masa del Sol, se extienden por toda nuestra galaxia, la Vía Láctea, mientras que los monstruos supermasivos que pesan entre 100.000 a milles de millones de masas solares se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias grandes, incluida la nuestra.

Durante mucho tiempo los astrónomos han teorizado sobre la existencia de una tercera clase denominada agujeros negros de masa intermedia, con un peso de entre 100 a más de 10.000 masas solares. Mientras un puñado de candidatos han sido identificados por evidencia indirecta, el ejemplo más concreto hasta la fecha se observó el 21 de mayo de 2019, cuando el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser (LIGO por sus siglas en inglés) de la Fundación Nacional de la Ciencia de EE.UU., ubicado en Livingston, Luisiana y Hanford, Washington, detectó las ondas gravitacionales de una fusión entre dos agujeros negros de masa estelar. Este evento, denominado GW190521, creó un agujero negro que pesaba 142 soles.

Un agujero negro de masa estelar se forma cuando una estrella de más de 20 masas solares agota el combustible en su núcleo y colapsa bajo su propio peso. El colapso desencadena la explosión de una supernova que expulsa las capas exteriores de la estrella.

Una vez formados, los agujeros negros crecen por la acumulación de la materia que atrapan, incluyendo el gas desprendido de estrellas vecinas e incluso otros agujeros negros.

En 2019, los astrónomos capturaron la primera imagen de un agujero negro utilizando el Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT por sus siglas en inglés), en una colaboración internacional que conectó a ocho radiotelescopios terrestres bajo una sola antena del tamaño de la Tierra. En la imagen aparece como un círculo oscuro delimitado por un disco en órbita de materia caliente y brillante. El agujero negro supermasivo se encuentra en el corazón de una galaxia llamada M87, ubicada a unos 55 millones de años luz de distancia, y pesa más de 6 miles de millones de masas solares. Su horizonte de eventos se extiende tanto que podría abarcar buena parte de nuestro sistema solar más allá de los planetas.

Objetivo

Informar sobre los agujeros negros y saber si existe algo dentro de ellos.

Elaborar una maqueta que represente los agujeros negros.

Justificación

El interés sobre este tema surgió por qué queremos conocer como se forman los agujeros negros y si son huecos.

Hipótesis

Si los agujeros negros absorben todo entonces tambén absorvera a la Tierra.

Método (materiales y procedimiento)

Tuvimos que ir a la biblioteca  para hacer una investigación  documental sobre el tema en específico encontramos resultados en el libro ,Agujeros negros y pequeños universos. Mencionan que un agujero negro de masa estelar se forma cuando una estrella de más de 20 Masas solares agota el combustible en su núcleo y colapsa bajo su propio peso. El colapso desencadena la explosión de una supernova que expulsa las capas exteriores de la estrella.La información documental la encontramos en  la biblioteca  que se encuentra en la Av. Zarzaparrillas.

 

Galería Método

Resultados

Al obtener la información de los agujeros negros queríamos que el mundo vea lo fantasticos que son los agujeros negros ya que no es muy normal que se interesen por el porque creen que por no verlo no es real y por eso hicimos este proyecto.

Galería Resultados

Discusión

Descubrimos que el agujero negro más grande de la galaxia mide 30 mil millones de soles aproximadamente, llamado Cementerio de estrellas.

Conclusiones

Después ir a la biblioteca aprendimos sobre los agujeros negros y sus funciones y también sus desventajas como pueden absorber mas rapido que la luz solar.

Bibliografía

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography