la boca mas grande del universo
Representación artística de un cuásar (Crédito: ESO/M. Kornmesser).

Un agujero negro es la prisión definitiva. Es imposible salir del interior de su horizonte de sucesos incluso a la velocidad de la luz. Para aquellos amantes de la libertad que están preocupados por el riesgo de entrar en una región donde no es posible escapar, existe una pregunta existencial: ¿qué tamaño tiene la boca del agujero negro más masivo del universo?

El poseedor del récord es el cuásar TON 618 con una masa de cuarenta mil millones de soles, detectado con un corrimiento al rojo de 2,2 cuando el universo era simplemente 3 mil millones de años. Un cuásar es un agujero negro supermasivo que brilla intensamente como resultado del calentamiento viscoso del gas que drena en él. La boca de TON 618 es mil veces más grande que la separación Tierra-Sol.

Si los astronautas se acercaran al horizonte de TON 618, experimentarían una aceleración gravitacional de aproximadamente 40 “gee”, el valor en la superficie de la Tierra. Pero la diferencia en la aceleración entre los pies y la cabeza de los astronautas sería cien billones de veces menor. Esto es cinco órdenes de magnitud menor que la tensión material impuesta a nuestros cuerpos por la Tierra, lo que sugiere una cómoda entrada en el horizonte de sucesos de TON 618. El cuerpo de un astronauta no sentiría que se cruzó el horizonte invisible y continuaría su viaje en caída libre. hacia la singularidad del agujero negro durante 4 días. El horror comenzará tan pronto como la marea gravitacional supere la fuerza material del cuerpo del astronauta cerca de la singularidad. Luego, el cuerpo será desgarrado y comprimido a densidades extremas. Se desconoce el destino del material del cuerpo. Mi conjetura personal es que se unirá a la superficie de un objeto denso que reemplaza la singularidad de la teoría de la gravedad de Einstein en la teoría cuántica de la gravedad definitiva. Este objeto central tiene la densidad máxima posible, conocida como densidad de Planck, que es aproximadamente 93 órdenes de magnitud mayor que la densidad inicial del cuerpo del astronauta.

¡Qué increíble viaje de 4 días! Si supiera el momento de mi muerte, con mucho gusto me inscribiría en este viaje en mis últimos 4 días.

¿Cómo crecieron tanto las bocas de los monstruos más grandes del universo? Comenzaron siendo pequeños y crecieron en masa al tragar gas y estrellas de su entorno inmediato.

Las pequeñas semillas de un agujero negro se forman naturalmente cuando una estrella masiva, decenas de veces más grande que el Sol, consume su combustible nuclear y colapsa. Este escenario de formación fue concebido por Robert Oppenheimer y su alumno Hartland Snyder en un artículo titulado “Sobre la contracción gravitacional continua” que publicaron en 1939. El experimento LIGO confirmó su expectativa teórica mediante la detección de radiación gravitacional procedente de colisiones de tales agujeros negros de masa estelar.

Algunas de estas semillas residen en los centros de las galaxias, donde grandes reservas de gas podrían alimentarlas, lo que daría lugar a un crecimiento desbocado hasta alcanzar proporciones supermasivas. Durante su crecimiento, la luz emitida por los quásares resultantes calienta el gas circundante y suprime la formación de estrellas en la galaxia anfitriona.

El crecimiento desbocado de un agujero negro supermasivo es exponencial en una escala de tiempo del orden de mil millones de años, dictada únicamente por constantes fundamentales, como la masa y la carga de los electrones y protones, la constante de Newton y la velocidad de la luz. Casualmente, esta escala de tiempo resulta ser la edad del Universo con un corrimiento al rojo de 6. La coincidencia en el tiempo implica que la población de quásares fuera de control brilla la mayor parte del tiempo a medida que crecen con corrimientos al rojo más altos, cuando el universo tiene menos de mil millones de años. . Como resultado, se espera que la formación de estrellas se vea sofocada en las galaxias anfitrionas con corrimientos al rojo muy altos por la retroalimentación de calentamiento de los agujeros negros en crecimiento. A medida que el universo envejece, la fase activa de los quásares ocupa una fracción menor del tiempo cósmico disponible, lo que permite que el gas de las galaxias se enfríe y forme estrellas. Una vez que las estrellas consumen el gas frío, hay menos cantidad disponible para el crecimiento de agujeros negros supermasivos.

Junto con mi becario postdoctoral, Fabio Pacucci, descubrimos que los últimos datos del telescopio Webb efectivamente respaldan la secuencia de eventos anterior. De hecho, los agujeros negros son demasiado masivos en relación con las estrellas de las galaxias primitivas en comparación con sus homólogos del universo actual.

El Sol se formó hace 4.600 millones de años, después del pico de actividad de los cuásares. Al igual que con los dinosaurios en la Tierra, nos perdimos la acción cuando las bestias más grandes estaban activas en nuestro entorno.

Las bocas de agujeros negros más grandes del universo son más grandes que la extensión de los planetas del sistema solar. Su crecimiento temprano inhibió la formación de estrellas a su alrededor. Visto de una manera, deberíamos sentirnos afortunados de que la vida tal como la conocemos no haya sido dañada por un cuásar como TON 618. Por otro lado, habría sido emocionante ser una “mosca en la pared” de la historia cósmica. y observe cómo estas bocas gigantes consumen la materia que las rodea. Bueno, no puedes comerte el pastel y tenerlo también.

F

 

Por jaime