Els forats negres són zones de l’espai exterior on hi ha tanta massa en un volum reduït que hi ha un horitzó d’esdeveniments: una zona d’espai de la qual res, ni tan sols la llum, pot escapar. Però això no vol dir que els forats negres aspirin la matèria. Simplement l’atrauen.
Els forats negres són potser els objectes més estranys i sorprenents de l’univers. Allà, una enorme massa es concentra en un volum molt reduït, i els forats negres col·lapsen inevitablement fins a un estat de singularitat, envoltats d’horitzons d’esdeveniments més enllà dels quals res no pot passar. Aquests són els objectes més densos de l’univers. Quan alguna cosa s’apropa massa a elles, les forces del forat negre l’esquinquen. Quan la matèria, l’antimatèria o la radiació creuen l’horitzó d’esdeveniments, simplement cauen al centre del forat negre, l’amplien i s’afegeixen a la seva massa.
Aquestes propietats dels forats negres existeixen, i totes són certes. Però hi ha una idea associada a això, que és una ficció absoluta: que els forats negres xuclen la matèria situada al seu voltant. Això està molt lluny de la veritat i és una distorsió completa de la imatge de la gravetat. El mite més gran sobre els forats negres és que xuclen matèria. I aquí teniu la veritat científica.
En principi i en termes pràctics, es pot formar un forat negre de diverses maneres. Una gran estrella massiva pot arribar a ser supernova, el nucli central de la qual col·lapsa i forma un forat negre. Podeu veure com es fusionen dues estrelles de neutrons i, si passen un determinat llindar de massa, el resultat és un nou forat negre. Ja sigui un enorme cúmul de matèria (una estrella supermassiva o un núvol gegant de gas que es contrau) col·lapsa i es converteix directament en un forat negre.
Si hi ha prou massa en un volum d’espai prou concentrat, es forma un horitzó d’esdeveniments al seu voltant. Fora de l’horitzó d’esdeveniments, ens podem allunyar d’ell si ens allunyem del forat negre a la velocitat de la llum. Però si ens trobem dins l’horitzó d’esdeveniments, fins i tot fins i tot a la velocitat de la llum, que és el límit de la velocitat còsmica, qualsevol trajectòria de moviment encara ens conduirà al centre del forat negre, és a dir, a la singularitat. Simplement és impossible escapar d’un forat negre a l’interior de l’horitzó dels esdeveniments.
Però els objectes fora del forat negre també tenen molts problemes. Els forats negres són tan massius que, si ens acostem a un d’ells, comencem a experimentar importants forces de marea. És possible que conegueu aquestes forces de marea si sabeu què és la lluna i com interactua amb la terra.
Sens dubte, la Lluna i la Terra es poden considerar com a punts materials situats a una distància relativament gran de 380 mil quilòmetres entre si. Però, de fet, la Terra no és un punt, sinó un objecte que ocupa un volum determinat i bastant real. Algunes zones de la Terra estan més a prop de la Lluna que d’altres. Els més propers experimenten la força de la gravetat més que la mitjana. Els més allunyats experimenten una gravetat inferior a la mitjana.
Però hi ha altres característiques a part de la diferència de distància. Com tots els objectes físics, la Terra és tridimensional. Això significa que la "part superior" i la "part inferior" de la Terra (tal i com es veu des de la Lluna) es tiren cap a l'interior, cap al seu centre en relació amb les parts que es troben al centre.
Amb tot això, si restem la força mitjana que existeix en qualsevol punt de la Terra, veurem que diferents punts de la superfície estan exposats a les forces externes de la Lluna de maneres diferents. Les línies d’aquestes forces constitueixen les forces relatives que actuen sobre l’objecte i expliquen per què l’objecte sota la influència de la força de marea s’estira cap a ell i es comprimeix perpendicularment a la direcció d’aquesta força.
Com més ens acostem a un objecte massiu, més forces de marea es tornen. Creixen fins i tot més ràpid que la gravetat. Com que els forats negres són massius però molt compactes, creen les forces de marea més poderoses de l’univers. Per aquest motiu, a mesura que ens acostem al forat negre, ens estirem cada cop més, convertint-nos en espaguetis prims.
Partint d’això, és molt fàcil entendre per què un forat negre ens pot aspirar. Com més ens hi acostem, més potent es fa la gravetat i més la força de les marees comença a estirar-nos i a esquinçar-nos.
No obstant això, la idea que podem ser xuclats en un forat negre és errònia. Qualsevol partícula que constitueix un objecte que es troba sota la influència d’un forat negre encara obeeix a les conegudes lleis de la física, inclosa la regla de curvatura de l’espai-temps a partir de la relativitat general.
Sí, a causa de la presència de massa, el teixit de l’espai és corbat i el forat negre és la major acumulació de massa de l’univers. Però també és cert que la densitat d’aquesta massa no afecta de cap manera la curvatura de l’espai. Si es col·loca una nana blanca, una estrella de neutrons o un forat negre amb la mateixa massa al lloc del Sol, la força d’acció gravitacional a la Terra no canviarà. L’espai que ens envolta està corbat per la massa total en conjunt i la densitat pràcticament no hi té res a veure.
Des de la distància, un forat negre s’assembla a qualsevol altra massa de l’univers. Però si ens hi apropem a una distància mínima de diversos radis de l’esfera de Schwarzschild, llavors comencem a notar desviacions de la gravetat newtoniana. No obstant això, el forat negre encara actua simplement com a centre de gravetat i els objectes que s’hi apropen orbiten en una òrbita normal: un cercle, una el·lipse, una paràbola o una hipèrbola amb una molt bona aproximació.
Les forces de marea poden fer que els objectes que s’acosten s’estenguin i es trenquin. I a mesura que la matèria s’acumula al voltant del forat negre en forma de disc d’acreció, poden sorgir conseqüències addicionals, com ara camps magnètics, fricció i escalfament. A causa d’aquest impacte addicional, una mica de la qüestió es desaccelerarà i serà empassada pel forat negre, però la major part encara quedarà a l’exterior.
El fet és que els forats negres no aspiren res. Tots els altres objectes ordinaris (llunes, planetes, estrelles) tenen les mateixes forces que un forat negre. De totes maneres, tot és només gravetat. La diferència més gran és que els forats negres són més densos que la majoria d’objectes, ocupen molt menys volum a l’espai exterior i poden ser molt més massius que qualsevol altre objecte. Saturn vola tranquil·lament en la seva òrbita al voltant del Sol, però si en lloc del Sol al centre de la Via Làctia posem un forat negre, la massa del qual és quatre milions de vegades la massa de la nostra estrella, les forces de marea trencaran Saturn., convertint-lo en un anell gegant, i es convertirà en una part integral del disc d’acreció d’aquest forat tan negre. I si hi ha prou fricció, escalfament i acceleració en presència de camps gravitacionals, elèctrics i magnètics generats per la matèria, al llarg del temps caurà cap a l’interior i s’empassarà.
Només sembla que els forats negres absorbeixen matèria, perquè són molt massius i les forces de marea i la matèria acumulades al voltant del forat negre poden trencar objectes externs en trossos, després de la qual part d’aquest objecte, sota la influència de la força de tracció, estarà dins del disc d’acreció, i amb el pas del temps i dins del propi forat negre. Però un forat negre és molt exigent i la gran majoria de la matèria que hi passa és escupida de nou d’una forma o altra. I només una petita part entra dins l’horitzó d’esdeveniments, cosa que obliga el creixement gradual del forat negre.
Si substituïm tota la massa de l’Univers per un forat negre amb la massa corresponent i, a continuació, eliminem tot allò que crea fricció, per exemple, discs d’acreció, el forat negre aspirarà molt poc. Les partícules només experimentaran friccions a causa de la radiació de les ones gravitacionals, que passen a través de l'espai-temps corbat generat pel forat negre. Segons la teoria d'Einstein, només la matèria que hi ha a l'interior i al centre d'una òrbita cíclica estable serà absorbida a l'interior. Això és insignificant en comparació amb el que cau dins l’horitzó d’esdeveniments en la nostra realitat física.
Com a resultat, només tenim la força de la gravetat i l’espai-temps corbat derivats de la presència d’aquestes masses. La idea que els forats negres xuclen alguna cosa és el mite més gran. Augmenten a causa de la gravetat, i res més. Però això és més que suficient a l’Univers.
