¿PUEDE LA LUZ ORBITAR UN AGUJERO NEGRO?

Send

Dado que los agujeros negros son los puntos gravitacionales más poderosos en todo el Universo, ¿pueden distorsionar la luz tanto que realmente entre en órbita? ¿Y cómo sería si pudieras sobrevivir y seguir la luz en este viaje alrededor de un agujero negro?

Tuve esta gran pregunta de un espectador. ¿Es posible que la luz orbita un agujero negro?

Considere este experimento mental, explicado por primera vez por Newton. Imagina que tienes un cañón que podría disparar una bala de cañón muy lejos. La pelota volaba hacia abajo y luego se estrellaba contra la tierra. Si disparas la bala de cañón más fuerte, volaría más lejos antes de estrellarse contra el suelo. Y si pudieras disparar la bala de cañón lo suficientemente fuerte e ignorar la resistencia del aire, viajaría por toda la Tierra. La bala de cañón estaría en órbita. Está cayendo hacia la Tierra, pero la curvatura de la Tierra significa que está cayendo constantemente justo por encima del horizonte.

Esto funciona no solo con balas de cañón, astronautas y satélites, sino también con luz. Este fue uno de los grandes descubrimientos que hizo Einstein sobre la naturaleza de la gravedad. La gravedad no es una fuerza atractiva entre las masas, en realidad es una distorsión del espacio-tiempo. Cuando la luz cae en el pozo de gravedad de un objeto masivo, se dobla para seguir la curvatura del espacio-tiempo.

Las galaxias distantes, el Sol e incluso nuestra propia Tierra harán que la luz se desvíe de su camino por su distorsión del espacio-tiempo. Pero es la increíble gravedad de un agujero negro que puede atar el espacio-tiempo en nudos. Y sí, hay una región alrededor de un agujero negro donde incluso los fotones se ven obligados a viajar en una órbita. De hecho, esta región se conoce como la "esfera de fotones".

Desde lo suficientemente lejos, los agujeros negros actúan como cualquier objeto masivo. Si reemplazaras el Sol con un agujero negro de la misma masa, nuestra Tierra continuaría orbitando exactamente de la misma manera. Pero a medida que te acercas más y más al agujero negro, el objeto en órbita necesita ir más y más rápido a medida que gira alrededor del objeto masivo. La esfera de fotones es la órbita estable final que puedes tener alrededor de un agujero negro. Y solo la luz, moviéndose a, bueno, la velocidad de la luz, puede existir realmente a esta altitud.

Imagine que podría existir en la esfera de fotones de un agujero negro. Lo cual no puedes, así que no lo intentes. Podrías apuntar tu linterna en una dirección y ver la luz detrás de ti, después de haber orbitado completamente el agujero negro. También estarías bañado en la radiación de todos los fotones capturados en esta región. La luz visible puede ser bonita, pero los rayos X y la radiación gamma te cocinarían como un horno.

Debajo de la esfera de fotones solo verías oscuridad. Allá abajo está el horizonte de eventos, el punto sin retorno de la luz. Y arriba verías el Universo distorsionado por la gravedad masiva del agujero negro. Vería todo el cielo en su vista, incluso estrellas que normalmente estarían oscurecidas por el agujero negro, mientras se envuelven alrededor de su gravedad. Sería un lugar increíble y mortal para estar, pero seguro sería mejor que caer por debajo del horizonte de eventos.

Si pudieras bajar a la esfera de fotones, ¿qué tipo de experimentos te gustaría hacer? Cuéntanos en los comentarios a continuación.