Inicio Agujeros negros Lentes gravitacionales

Lentes gravitacionales

by Jordi Pereyra

Dejo aquí esta imagen sin ninguna explicación y te reto a adivinar lo que es sin mirar leer el resto de la entrada.
No, no, aunque lo sepas puedes seguir leyendo.
«Ni siquiera la luz puede escapar de un agujero negro» es una frase que suena familiar aunque no se sienta ningún interés por la astronomía. Y es verdad, la fuerza gravitatoria de un agujero negro es tan grande que absorbe hasta la luz, pese a que viaje por el espacio a 300.000 kilómetros por segundo. Pero no hay que ser una singularidad de densidad infinita para tocarle la moral a la luz.
Pero, si los fotones, las partículas que componen la luz, no tienen masa- estamos simplificando para no soltar una parrafada extra, físicos, por favor, detened a vuestros sicarios- ¿Cómo puede afectarles la fuerza de la gravedad?

La gravedad como la entendemos, según la Relatividad General, no es exactamente una fuerza que ejerce su influencia sobre las cosas, sino una distorsión del espacio-tiempo.

La manera de representarlo es el típico ejemplo de la bola sobre una malla. Si el espacio fuera una malla elástica estirada, entonces la gravedad sería la distorsión que un objeto crea al posarse sobre ella. Cualquier cuerpo que intente atravesar esta distorsión va a ser desviado, ya sea un planeta, Ronnie Coleman, un asteroide o la propia luz.
Aunque, para representar mejor el fenómeno de la gravedad y la malla, habría que añadirle una tercera dimensión a la malla, meter la bola dentro y que de alguna manera esta tirara de ella en todas direcciones. Es un ejemplo algo más contraintuitivo, pero queda algo así.
Así que cuando un objeto muy masivo, normalmente una galaxia, se interpone entre nosotros y algo brillante, la distorsión que crea en el espacio desvía la luz a su alrededor y nos la devuelve con un ángulo diferente. Desde nuestro punto de vista no percibimos esa desviación, y nos parece que el objeto está ahí de donde viene la luz.
A escala en la imagen: nada.
Hay muchos grados de desviación, según la masa del cuerpo que actúa como lente, la distancia a la que esté del objeto y de nosotros. Con esta herramienta se puede jugar un poco con estos parámetros y ver la lente gravitacional resultante.
Hay muchos ejemplos de lentes gravitacionales, el más famoso de ellos es la «cruz de Einstein», a quien se le dio el nombre de este afamado científico porque en parte lo predijo cuando desarrolló la relatividad general.
«¿Revoluciono la física y me lo agradecéis poniéndole
mi nombre a ESTO?» – Albert Einstein.
Y, como siempre, la cosa se sale de madre por algún lado.
En este caso, son las estrellas de neutrones las que rompen el saco. Aconsejo familiarizarse un poco con los agujeros negros en esta entrada antes de seguir leyendo.
¿Ya está? Bien.
Las estrellas de neutrones son las hermanas pequeñas de los agujeros negros. Si habéis leído la entrada que os he mencionado, sabréis que un agujero negro son los remanentes comprimidos hasta el extremo de una estrella muy masiva.
Cuando una estrella inmensa llega al final de su vida, estalla con la explosión más potente que se conoce: una supernova. Esto manda a tomar por saco las capas superficiales de la estrella y comprime el núcleo con una fuerza inimaginable. Lo que queda cuando se disipa todo el desastre es el mismo núcleo de la estrella, sólo que muchísimo más pequeño y con muchísima más masa.
Según lo grande que fuera la estrella, una mayor o menor cantidad de masa quedará compactada en el núcleo y dará lugar a:
1) Un agujero negro, un punto de densidad infinita en la que no pueden aplicarse las leyes de la física.
2) Una estrella de neutrones, una esfera tan densa que si pudiéramos acercarnos, coger una cucharada de té (unos 5 mililitros) de su superficie, traerla de vuelta a la Tierra y…
… Bueno, una cucharadita de estrella de neutrones pesaría unos 5.000.000.000.000 (cinco billones) de kilos, así que el aterrizaje de la nave que trajera eso de vuelta sería un poco accidentado y toda esa masa probablemente acortaría el día unos microsegundos o algo por el estilo, así que olvidémonos de esta expedición estrafalaria.

A parte de su densidad y tamaño, tampoco sabemos mucho de las estrellas de neutrones, de todas maneras.

Fuente: astro.umd.edu.
La cuestión es que, al contrario que un agujero negro, las estrellas de neutrones tienen una superficie sobre la que podrías pasear tranquilamente si fueras capaz de soportar 200 mil millones de veces tu propio peso, mientras conservan un potente campo gravitatorio debido a la enorme cantidad de masa que las compone.
Y, en ese caso, podemos simular cómo verías el cielo a medida que te vas acercando a una estrella de neutrones y la sobrevuelas cerca de la superficie. Básicamente, estarías observando lentes gravitacionales allá donde miraras.

Hay que entrar el siguiente link, ya que es una especie de «gif» convertido en una animación «flash» y no he conseguido adjuntarlo directamente en el «post».

Explico un poco de qué va el asunto, por si hay problemas con el inglés.
La animación nos muestra una nave acercándose a la Tierra, y las estrellas de fondo no cambian porque la gravedad terrestre es demasiado débil como para afectar a la luz.
A partir de este punto, imaginamos que la Tierra es una estrella de neutrones. A medida que nos acercamos a ella, el fondo estrellado empieza a distorsionarse progresivamente porque la luz está siguiendo el espacio-tiempo fuertemente distorsionado. Si nos ponemos a rotar alrededor de la estrella, el panorama se vuelve aún más bizarro.

Finalmente, la animación imagina que sobrevolamos la estrella de neutrones a cierta distancia de la superficie. El cielo parece volverse completamente loco en este punto y las estrellas se desplazan hacia la franja central del cielo y escapan hacia arriba. El propio horizonte se curva hacia arriba por el mismo efecto y cada vez que giraras la cabeza el panorama cambiaría.

La animación termina diciendo que la vida en una estrella de neutrones sería como vivir en una «fun house», que se traduce como «casa de la diversión», que supongo que es alguna atracción de feria divertida.

Personalmente, a este caos no le veo la diversión por ninguna parte.

 

15 comentarios

15 comentarios

Heduart Punseto mayo 5, 2013 - 10:35 pm

A todo esto (gran publicación por cierto), hay una cosa que no entiendo. ¿Por qué las estrellas, al sobrevolar la estrella de neutrones, tienden a ir hacia el centro?

Responder
Jordi Pereyra mayo 6, 2013 - 8:10 am

Gracias. Está muy bien que me preguntes eso, porque no tenía nada que poner hoy en la sección de respuestas.

Responder
Javier Izquierdo agosto 10, 2013 - 9:26 pm

Vuelvo a recomemdaros la lectura de las novelas «Huevo de dragón» y «Estrellamoto» 🙂

Responder
Respuestas XXII: Materia oscura. | Ciencia de Sofa enero 28, 2014 - 10:34 pm

[…] brillantes se han añadido para señalar dónde está concentrada la materia oscura, basándose en la distorsión de la luz de las galaxias de fondo a causa de la gravedad. Fuente: […]

Responder
Marcial julio 19, 2014 - 4:57 pm

Ya sea Ronnie Coleman jajajaja

Responder
jose luis martinez loaeza julio 27, 2014 - 3:19 am

Creo que para incrustar un objeto flash en el blog debes de tener este código:

y el link del objeto, que en este caso es: https://ww2.valdosta.edu/~cbarnbau/astro_demos/stellar_evol/images_stellar/NS.swf

De todos modos te dejo el enlace de donde obtuve el código:
https://vagabundia.blogspot.com/2010/10/insertar-archivos-de-flash-en-blogger.html

Espero funcione.

Responder
jose luis martinez loaeza julio 27, 2014 - 3:22 am

Jajajajajaja, el código no salió porque al parecer el navegador lo interpreta. Bueno es este:

»

«

Responder
jose luis martinez loaeza julio 27, 2014 - 3:24 am

Rayos, no consigo hacerlo, jejejeje, bueno, mejor copialo directamente de la página que puse arriba.

Responder
Albert marzo 13, 2015 - 3:01 pm

Fotografiada la primera Cruz de Einstein de una Supernova. (Hasta ahora solo se habían detectado cruces de Einstein de Quasars)
https://francis.naukas.com/2015/03/08/la-cruz-de-einstein-de-la-supernova-refsdal/

Responder
Albert abril 7, 2015 - 5:49 pm

Hoy publican que se ha descubierto un nuevo anillo de Einstein. La imagen es de una belleza sobrecogedora:
https://public.nrao.edu/news/pressreleases/alma-ring-lens
Saludos.

Responder
Renato Miranda junio 27, 2015 - 7:04 pm

He leído muchísimos de los artículos y me encantan. Me gustaría hacer una pregunta para una entrada nueva. ¿Cómo inició el movimiento de traslación de los planetas? Y ¿por qué nunca caemos al sol? Entiendo q la velocidad contrarresta la fuerza de gravedad pero hasta cuando? Por que no desaceleramos hasta que la gravedad sea más fuerte y nos trague el sol?

Responder
El cosmos en Perseus A | El nido del astrónomo noviembre 6, 2015 - 5:24 pm

[…] Subaru se han observado grandes cúmulos de galaxias que actúan como lentes gravitacionales. Aquí puedes leer más sobre ellas, pero resumiendo, la gravedad puede desviar la luz, por lo que un […]

Responder
Erupción en NGC 3079 | El nido del astrónomo abril 21, 2016 - 7:30 pm

[…] otras lentes gravitacionales hablaremos en otro capítulo, aunque podéis ir conociendo el tema en esta entrada de Ciencia de […]

Responder
Anónimo mayo 12, 2016 - 6:48 pm

[…] […]

Responder
Esteban febrero 21, 2019 - 8:57 pm

El link de la animación flash, no funciona.

Responder

Deja un comentario

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.