Los agujeros negros han sido objeto de gran interés desde que los científicos comenzaron a especular sobre su existencia.
Propuestos originalmente a principios del siglo XX como consecuencia de la Teoría de la Relatividad General de Einstein, los agujeros negros se convirtieron en un tema principal unas décadas más tarde.
Para 1971, se encontró la primera evidencia física de agujeros negros y para 2016, se confirmó por primera vez la existencia de ondas gravitacionales.
Este descubrimiento inició una nueva era en astrofísica, permitiendo que la gente sepa que la colisión entre objetos masivos (agujeros negros y/o estrellas de neutrones) crea ondas en el espacio-tiempo que pueden detectarse a años luz de distancia.
Para darle a la gente una idea de cuán profundos son estos eventos, Álvaro Díez creó la Calculadora de Colisión de Agujeros Negros (BHCC), una herramienta que le permite ver cuál sería el resultado de una colisión entre un agujero negro y cualquier objeto astronómico.
El BHCC está disponible en el sitio de Omni Calculator, el mismo lugar donde se pueden encontrar calculadoras para determinar cuántas civilizaciones alienígenas podrían existir en nuestra galaxia en un momento dado (la Calculadora de Civilizaciones Alienígenas), el tiempo que tomaría hacer un viaje interestelar (la Calculadora de viajes espaciales) y la velocidad necesaria para enviar un cohete a la órbita (la Calculadora de ecuaciones de cohetes). ¡Y esa es solo la sección de Física!
Al igual que el equipo que diseñó estas calculadoras (Steven Wooding y Dominik Czernia), Diez es un físico que aprovechó su amor por la ciencia para crear herramientas educativas.
Después de recibir su B.A. en Física fundamental en su España natal y realizar dos prácticas en el CERN, se trasladó a Varsovia para realizar una maestría en modelado informático de fenómenos físicos.
Durante este tiempo, Diez también trabajó para una serie de blogs en español, escribiendo sobre ciencia y tecnología.
Eventualmente, se inspiraría en los recientes avances en astrofísica para crear su propia calculadora especializada:
“En los últimos años, hemos estado aprendiendo exponencialmente más sobre los agujeros negros gracias a los avances en la investigación, como la capacidad de detectar ondas gravitacionales.
Sin embargo, siempre he descubierto que estos objetos están rodeados de un misterio, así que, irónicamente, quería arrojar algo de luz sobre estos oscuros restos de estrellas, pero de una manera divertida e interactiva.
¡Así que pensé que una calculadora interactiva sobre colisiones de agujeros negros podría ser una excelente manera! “
“Misterio” es sin duda un término apropiado cuando se trata de agujeros negros.
En pocas palabras, estos objetos son los restos de estrellas que han consumido lo último de su combustible y han sufrido un colapso gravitacional.
Esto hace que se encojan hasta que alcanzan su radio de Schwarzschild, ¡para el que Diez también diseñó una calculadora!
También conocido como el “horizonte de sucesos”, este es el límite dentro del cual se rompen las leyes de la física, lo que resulta en una “singularidad”.
Debido a las fuerzas gravitacionales extremas involucradas, incluso la luz no puede escapar de la superficie de un agujero negro, razón por la cual son completamente inaccesibles e indetectables.
La única forma de estudiarlos es observando su efecto en el espacio que los rodea, como los brillantes discos de acreción que se forman más allá de su Horizonte de eventos (que es cómo se tomó la primera imagen de un agujero negro).
Pero como explica Diez en la página de inicio de BHCC, los agujeros negros son en realidad engañosamente simples.
“En términos generales, los agujeros negros son uno de los objetos más sencillos para trabajar en el Universo“, afirma.
“Los detalles son los que los hacen extraños y complicados“.
Diez explicó cómo funciona la calculadora de la siguiente manera (las instrucciones también están disponibles en el sitio), mostrando cómo con algunas aproximaciones, las cosas se pueden mantener simples:
“Entonces, lo que hace la calculadora es un cálculo de “primera aproximación” para determinar la energía liberada cuando un agujero negro “come” otro objeto astronómico.
El procedimiento básico consiste en calcular la energía gravitacional potencial inicial y final del objeto que cae en el agujero negro.
A partir de ahí, simplemente asumo que el agujero negro no es giratorio (por simplicidad) y aplico un factor de eficiencia conocido para saber cuánta de esa energía se libera.
Los resultados realmente muestran la magnitud de los agujeros negros y las energías que son capaces de liberar durante una colisión”.
Como experimento mental, Diez ofrece un cálculo de cómo se vería si un agujero negro chocara y consumiera una estrella similar al Sol.
Básicamente, si una estrella de secuencia principal de tipo G (enana amarilla) chocara y fuera consumida por un agujero negro de 5 masas solares, produciría 107,257 x 1015 Megajulios de ondas de energía, que es aproximadamente 27,9 x 1024 veces lo que consumimos. aquí en la Tierra anualmente.
En términos de su propósito previsto (hacer que la ciencia sea divertida frente a aplicaciones académicas), Diez indicó que la calculadora se encuentra en algún punto intermedio.
Al final, su verdadero objetivo era hacer accesible la astrofísica:
“Quiero que sea un trampolín para las personas interesadas en la ciencia que no han tenido ningún entrenamiento formal en astronomía o cosmología.
La idea de esta calculadora no es obtener resultados a nivel de investigación, sino hacer que los resultados de la investigación sean comprensibles para todos.
Siempre me ha gustado hacer investigación científica, pero para mí, nada es mejor que ayudar a otros a ver lo maravilloso que es nuestro universo“.
Además de la calculadora de agujero negro y la calculadora de radio de Schwarzschild, Diez también desarrolló la calculadora de temperatura de agujero negro, que permite a los usuarios medir la temperatura de un agujero negro en función de su masa.
También contribuyó con una Calculadora de descubrimiento de exoplanetas, que permite a los usuarios inferir la masa y la órbita de un exoplaneta basándose en la estrella y el método de detección involucrado.
También es el creador de la Calculadora de distancia de la ley de Hubble y la Calculadora de expansión del universo, que brinda a los usuarios la capacidad de calcular la velocidad a la que se mueve cualquier galaxia en relación con nosotros y la expansión cósmica basada en la Ley de Hubble.
También se asoció con el Dr. Milosz Panfil, quien tiene un Ph.D. en física cuántica (también de la Universidad de Varsovia), para crear la Calculadora del período orbital, para determinar las órbitas de planetas y estrellas binarias.
¿Qué sigue, podría preguntar?
Bueno, resulta que Diez también tiene algunas ideas sobre eso.
En su mayoría, implican la creación de más calculadoras, que él considera un recurso infrautilizado cuando se trata de comunicación científica.
Como dijo, también espera expandirse más allá del ámbito de la física:
“He estado trabajando en algunas calculadoras de coronavirus para ayudar a las personas a tomar mejores decisiones en estos tiempos difíciles, y también estoy trabajando en una colaboración con universidades de toda Europa para incluir calculadoras como una forma de hacer la Noche de los Investigadores (evento importante de divulgación de ciencia) sea más interactiva y atractiva para todos.
¡La ciencia funciona, y una sociedad con mentalidad científica funciona mejor! “
Uno de los mayores activos de la era de la información es la forma en que permite a los educadores y científicos comunicarse directamente con una audiencia más amplia.
A través de herramientas y aplicaciones compartidas, las personas pueden ver por sí mismas cómo funcionan algunos de los mayores avances científicos y conceptos de la historia.
Al igual que la exploración espacial moderna, la accesibilidad es la clave.
Para obtener más información sobre las muchas, MUCHAS herramientas y aplicaciones que tienen, diríjase al sitio de Omni Calculator y eche un vistazo.
El valor de la masa del agujero negro (antes de la colisión) es un valor establecido.
Puede ajustarlo, pero no afectará el resultado.
El autor ha indicado que esto es por diseño para mantener esta calculadora introductoria simple y la ausencia de efectos relativistas aparentemente tiene el mismo propósito.
Afirma además que la aproximación de energía del 7% (de la masa del objeto) es consistente con aproximaciones similares hechas en un estudio de la NASA de 2014.
Fuente: Universe Today
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