Un agujero negro es una región del espacio en la que el campo gravitatorio es tan fuerte que nada puede escapar a su atracción
después de atravesar el horizonte de eventos. El nombre deriva del hecho de que incluso la radiación electromagnética (por ejemplo, la luz) es incapaz de escapar, haciendo que el interior sea invisible. Sin embargo, los agujeros negros se pueden detectar si interactúan con materia que se encuentre fuera del horizonte de eventos, por ejemplo con el gas procedente de una estrella cercana. El gas forma espirales que se calientan a muy altas temperaturas y emiten grandes cantidades de radiación en el proceso.
Aunque la idea de objetos con gravedad fuerte que impiden que escape la luz fue propuesta en el siglo dieciocho, los agujeros negros, hasta donde se les comprende hoy, se han descrito a través de la teoría general de la relatividad de Einstein desarrollada en 1916. Esta teoría predice que cuando está presente un cuerpo de enorme masa en una región del espacio lo suficientemente pequeña, las trayectorias a través del espacio se curvan hacia el centro del cuerpo masivo, obligando a la materia y a la radiación a caer hacia su interior.
Mientras que la relatividad general describe un agujero negro como una región del espacio vacío con una singularidad puntual en el centro y un horizonte de eventos en el borde exterior, la descripción cambia cuando se tienen en cuenta los efectos de la mecánica cuántica. Investigaciones sobre el tema indican que, en lugar de atrapar materia de permanentemente, los agujeros negros pueden derivar lentamente en una forma de energía llamada radiación de Hawking. Sin embargo, al final, una correcta descripción de los agujeros negros requiere la participación de la gravitación cuántica.
Disco de adición
El espacio no es vacío absoluto
– incluso el espacio interestelar contiene algunos átomos de hidrógeno por centímetro cúbico.<11> El potente campo gravitatorio de un agujero negro los empuja hacia su interior. El gas más cercano al horizonte de eventos forma un disco y, a esa distancia. La gravedad del agujero negro es lo suficientemente fuerte como para comprimir el gas a una densidad relativamente alta. La presión, la fricción y otros mecanismos dentro del disco generan una enorme energía (que hace que el gas se convierta en plasma) – convirtiendo materia en energía de una forma que resulta más eficiente que los procesos de fusión nuclear que se producen en las estrellas. Como consecuencia, el disco brilla de forma resplandeciente, aunque la radiación que emiten los discos alrededor de agujeros negros lo hacen fundamentalmente como rayos X en lugar de hacerlo como la radiación visible.
Los discos de adición no son la prueba de la presencia de agujeros negros
, debido a que otros objetos masivos ultradensos, como las estrellas de neutrones y las enanas blancas producen la formación de discos de adición que se comportan de la misma forma que los de los agujeros negros.