Un agujero negro u hoyo negro es una región finita del
espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente
elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material,
ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Sin embargo, los agujeros negros
pueden ser capaces de emitir radiación de rayos X, lo cual fue conjeturado por
Stephen Hawking en los años 1970 y demostrado en 1976 con el descubrimiento de
Cygnus X-1.3
La gravedad de un agujero negro, o «curvatura del
espacio-tiempo», provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada,
llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las ecuaciones de campo de
Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto
del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna
partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura es estudiada por
la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y
fue su primer indicio. En los años 70, Hawking, Ellis y Penrose demostraron
varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros
negros. Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un
espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una
geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga
eléctrica total e y su momento angular L.
Se conjetura que en el centro de la mayoría de
las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros supermasivos. La
existencia de agujeros negros está apoyada en observaciones astronómicas, en
especial a través de la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias
activas.
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