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martes, agosto 19, 2014

Doctor Who: El agujero negro imposible

Carátula de la segunda temporada de Doctor Who en DVD

Dado que queda menos de una semana para el estreno de la octava temporada de Doctor Who, donde podremos conocer al nuevo doctor (no, no cuentan los escasos segundos del final del último especial de Navidad), he recordado un detalle digno de mención de uno de los episodios. Sí, ya sé que casi todos los episodios se podrían comentar aquí, pero en este caso, se trata de un concepto erróneo muy extendido, que merece la pena recordar.

El episodio en cuestión es «El planeta imposible», el octavo de la segunda temporada de la nueva serie. En él, el Décimo Doctor y su acompañante Rose viajan a un planeta que está en órbita alrededor de un agujero negro. Según el Doctor, es imposible, ya que la gravedad del agujero negro debería tirar de él, precipitándose hacia su destrucción. Más adelante en el episodio, el Doctor y Rose contemplan como el agujero se traga «los restos del Sistema Escarlata», lo que da a entender que el agujero de marras está absorbiendo todo lo que hay a varios años luz a la redonda.

En realidad, como ya expliqué hace tiempo, un agujero negro no es más que un objeto extremadamente denso. Tanto, que a determinada distancia (el famoso horizonte de sucesos), ni siquiera la luz puede escapar de él. Pero fijáos que he dicho «a determinada distancia». La peculiaridad de un agujero negro está en su densidad, no en su masa. La masa de estos objetos es comparable a la de una estrella (de hecho, los agujeros negros son restos de determinados tipos de estrellas, por lo que su masa no puede ser superior a la de la estrella original), pero ésta está comprimida en un volumen muy pequeño. Para hacernos una idea, nuestro Sol tiene un diámetro de casi 1.400.000 km, lo que supone un poco más de 100 veces el diámetro de nuetro planeta. Pues bien, un agujero negro con la masa de nuestro Sol, tendría un diámetro de tan sólo 3 km.

Como comenté en esa misma ocasión, si sustituyeramos el Sol por un agujero negro de igual masa (cosa que no podemos hacer, pero supongamos que sí), las órbitas de los planetas serían las mismas que antes (con la posible excepción de Mercurio). No serían engullidos por el agujero, como ocurre en la serie.

Imagen del episodio, que muestra a los personajes contemplando el agujero negro desde la estación situada en el planeta.

Es posible que la imposibilidad del planeta del episodio, radicara en que su velocidad no fuera la suficiente para permanecer en órbita. Como también he comentado en varias ocasiones ([1], [2], [3], [4], [5], [6] y [7]), para que un cuerpo esté en órbita, debe desplazarse en un rango de velocidades, que dependen de la distancia al cuerpo orbitado. Si la velocidad es demasiado alta, el cuerpo escaparía siguiendo una trayectoria parabólica o hiperbólica. Si es demasiado baja, caería al cuerpo orbitado. Tal vez el planeta en cuestión no tuviera la velocidad adecuada, y por tanto, debería haber sido tragado por el agujero, como decía el Doctor. Pero en ningún momento se menciona el tema de la velocidad, y además, la escena en la que contemplan los restos de un sistema planetario cercano siendo engullidos por el agujero, sugiere que en la cabeza del guionista estaba presente la idea de un agujero negro como enorme aspirador.

En realidad, si se descubriera un planeta alrededor de un agujero negro, el verdadero misterio estaría en cómo demonios ha llegado ahí. Como ya he dicho, un agujero negro es el resto de una estrella. Pero antes de colapsarse sobre sí misma para formar el agujero negro, la moribunda estrella explota en forma de supernova. Cualquier planeta que tuviera alrededor, quedaría aniquilado. Y no me refiero a que toda la vida moriría, no. El planeta entero se evaporaría. Por tanto, la única posibilidad de encontrar un planeta alrededor de un agujero negro sería que se tratara de un planeta errante, que casualmente se ha acercado al agujero negro con una velocidad adecuada, para ser capturado y adquirir una órbita estable.

10 comentarios:

  1. Que informativo, tanto que leí sobre agujeros negros y creo que nunca me había enterado que es lo mismo que una estrella sólo que muchísimo mas pequeño.

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  2. "Por tanto, la única posibilidad de encontrar un planeta alrededor de un agujero negro sería que se tratara de un planeta errante, que casualmente se ha acercado al agujero negro con una velocidad adecuada, para ser capturado y adquirir una órbita estable." Muy cierto, pero me parece que vale la pena agregar que la probabilidad de tal suceso ocurra ha de ser seguramente, por así decir, menos que infinitesimal.

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  3. No parece tan difícil que un planeta orbite alrededor de un agujero negro.
    http://www.astrofisicayfisica.com/2011/04/planetas-orbitando-alrededor-de.html

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    1. mariano aviles, lo que dice el artículo enlazado no es que sea facil que halla planetas orbitando alrededor de un agujero negro, lo que dice es que es posible que halla planetas orbitando DENTRO de un agujero negro

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  4. Cuando vi el episodio yo entendí que el planeta orbitaba el agujero negro con un radio orbital menor al de la última órbita estable, situada a 3 veces el radio de Schwarzschild. En esa zona no puede haber nada orbitando durante mucho tiempo a no ser que utilice algún medio de propulsión o similar, como ocurre en el episodio ;)

    ¡Saludos!

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  5. Tomando el tema literalmente, es posible encontrar planetas orbitando en el interior de agujeros negros. Nosotros lo llevamos haciendo desde siempre. Parece evidente que toda la masa del universo concentrada en un solo punto es suficientemente pequeño como para comportarse como uno. ¿Será por eso que se considera infinito el universo, ya que por definición no podemos alcanzar nunca su final?

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  6. Vaya... no había leído del tema desde este punto de vista... jo!
    un saludo grande.... por acá andaremos

    Su.

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  7. "(de hecho, los agujeros negros son restos de determinados tipos de estrellas, por lo que su masa no puede ser superior a la de la estrella original)"
    Si el agujero negro absorbe los cuerpos cercanos aumentará su masa y por tanto su gravedad ¿no?

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    1. Sí, pero ¿qué cuerpos cercanos tiene a mano? Los que hubiera antes de la conversión de la estrella en agujero negro, ¿por qué iban a verse atraidos con más fuerza?

      Además, la realidad es que un agujero negro siempre tiene menos masa que la estrella original, ya que una de las etapas de la "transformación" es la explosión en forma de supernova, de foma que una parte de la masa de la estrella sale despedida.

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