Energa hidrulicaDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a: navegacin, bsqueda

Rotor de palas en un pequeo curso de agua.Se denomina energa hidrulica, energa hdrica o hidroenerga, a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energas cintica y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energa verde cuando su impacto ambiental es mnimo y usa la fuerza hdrica sin represarla, en caso contrario es considerada slo una forma de energa renovable.Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeas explotaciones en las que la corriente de un ro mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilizacin ms significativa la constituyen las centrales hidroelctricas de presas, aunque estas ltimas no son consideradas formas de energa verde por el alto impacto ambiental que producen.Cuando el Sol calienta la Tierra, adems de generar corrientes de aire, hace que el agua del mar, principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montaosas, para luego caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua almacenada se deja salir para que se mueva los labes de una turbina engranada con un generador de energa elctrica.Contenido[ocultar] 1 Extraccin de la energa hidrulica 1.1 Ventajas e inconvenientes 1.1.1 Ventajas 1.1.1.1 Ventajas econmicas 1.1.2 Inconvenientes 1.1.3 Medidas de mitigacin 2 Discusin sobre los problemas ambientales 3 Vase tambin 4 Referencias 5 Notas 6 Enlaces externos

[editar] Extraccin de la energa hidrulicaArtculo principal: Central hidroelctrica.Dichas caractersticas hacen que sea significativa en regiones donde existe una combinacin adecuada de lluvias, desniveles geolgicos y orografa favorable para la construccin de represas. La energa hidrulica se obtiene a partir de la energa potencial y cintica contenida en las masas de agua que transportan los ros, provenientes de la lluvia y del deshielo. El agua en su cada entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidrulica la cual trasmite la energa a un alternador el cual la convierte en energa elctrica.[editar] Ventajas e inconvenientes[editar] Ventajas Se trata de una energa renovable y limpia de alto rendimiento energtico. Es una energa inagotable. Es ecolgica. Debido al ciclo del agua su disponibilidad es inagotable. Es una energa totalmente limpia, no emite gases, no produce emisiones txicas, y no causa ningn tipo de lluvia cida. Permite el almacenamiento de agua para abastecer fcilmente a actividades recreativas o sistemas de riego. Se pueden regular los controles de flujo en caso de que haya riesgo de una inundacin.[editar] Ventajas econmicasLa gran ventaja de la energa hidrulica o hidroelctrica es la eliminacin parcial de los costes de combustible. El coste de operar una planta hidrulica es casi inmune a la volatilidad de los combustibles fsiles como la gasolina, el carbn o el gas natural. Adems, no hay necesidad de importar combustibles de otros pases.Las plantas hidrulicas tambin tienden a tener vidas econmicas ms largas que las plantas elctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidrulicas que siguen operando despus de 50 a 100 aos. Los costos de operacin son bajos porque las plantas estn automatizadas y tienen pocas personas durante su operacin normal.Como las plantas hidrulicas no queman combustibles, no producen directamente dixido de carbono. Muy poco dixido de carbono es producido durante el perodo de construccin de las plantas, pero es poco, especialmente en comparacin a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

Presa de las Tres Gargantas (en el curso del ro Yangts en China), la planta hidroelctrica ms grande del mundo. Generar una potencia de 22.5 GW, pero habr afectado a ms de 1.900.000 personas e inundado 630 km.[editar] Inconvenientes La construccin de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno, obviamente en funcin de la topografa del terreno aguas arriba de la presa, lo que podra significar prdida de tierras frtiles, dependiendo del lugar donde se construyan; En el pasado se han construido embalses que han inundado pueblos enteros. Con el crecimiento de la conciencia ambiental, estos hechos son actualmente menos frecuentes, pero aun persisten; Destruccin de la naturaleza. Presas y embalses pueden ser disruptivas a los ecosistemas acuticos. Por ejemplo, estudios han mostrado que las presas en las costas de Norteamrica han reducido las poblaciones de trucha septentrional comn que necesitan migrar a ciertos locales para reproducirse. Hay bastantes estudios buscando soluciones a este tipo de problema. Un ejemplo es la invencin de un tipo de escalera para los peces; Cambia los ecosistemas en el ro aguas abajo. El agua que sale de las turbinas no tiene prcticamente sedimento. Esto puede resultar en la erosin de las mrgenes de los ros. Cuando las turbinas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del ro se puede modificar drsticamente causando una dramtica alteracin en los ecosistemas.[nota 1][editar] Medidas de mitigacinA lo largo de la segunda mitad del siglo XX se ha visto crecer en forma importante la conciencia ambiental, de la gente, de los gobiernos y de las instituciones internacionales de crdito, que son en ltima instancia quienes financian los grandes proyectos hidroelctricos.Actualmente las medidas de mitigacin ambiental forman parte integrante de todos los proyectos financiados por instituciones de crdito multilaterales, y los costos de las medidas de mitigacin son incluidos en el costo del proyecto.Energa elicaDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a: navegacin, bsqueda

Parque elico. Hamburgo, Alemania.

Parque elico de Sierra de los Caracoles, Uruguay.Energa elica es la energa obtenida del viento, es decir, la energa cintica generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transmutada en otras formas tiles para las actividades humanas.En la actualidad, la energa elica es utilizada principalmente para producir energa elctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2011, la capacidad mundial de los generadores elicos fue de 238 gigavatios.[1] En 2011 la elica gener alrededor del 3% del consumo de electricidad mundial.[2] En Espaa la energa elica produjo un 16% del consumo elctrico en 2011.[3]La energa elica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoelctricas a base de combustibles fsiles, lo que la convierte en un tipo de energa verde. Su principal inconveniente es la intermitencia del viento.Contenido[ocultar] 1 Cmo se produce y obtiene 2 Historia 2.1 Los primeros molinos 2.2 En Europa 2.3 Molinos de bombeo 2.4 Turbinas modernas 3 Utilizacin de la energa elica 4 Coste de la energa elica 5 Produccin por pases 5.1 Energa elica en Espaa 5.2 Energa elica en el Reino Unido 5.3 Suecia 5.4 Energa elica en Latinoamrica 6 Ventajas de la energa elica 7 Inconvenientes de la energa elica 7.1 Aspectos tcnicos 7.2 Aspectos medioambientales 8 Vase tambin 8.1 Parques elicos y energa elica por pases 9 Referencias 10 Enlaces externos

Cmo se produce y obtieneLa energa del viento est relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de reas de alta presin atmosfrica hacia reas adyacentes de baja presin, con velocidades proporcionales al gradiente de presin.Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiacin solar, entre el 1 y 2% de la energa proveniente del sol se convierte en viento. De da, las masas de aire sobre los ocanos, los mares y los lagos se mantienen fras con relacin a las reas vecinas situadas sobre las masas continentales.Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto ms liviana y se eleva. El aire ms fro y ms pesado que proviene de los mares, ocanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.

Parque elico.Para poder aprovechar la energa elica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variacin de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las rfagas en espacios de tiempo breves, y valores mximos ocurridos en series histricas de datos con una duracin mnima de 20 aos. Es tambin importante conocer la velocidad mxima del viento. Para poder utilizar la energa del viento, es necesario que este alcance una velocidad mnima que depende del aerogenerador que se vaya a utilizar pero que suele empezar entre los 3 m/s (10 km/h) y los 4 m/s (14,4 km/h), velocidad llamada "cut-in speed", y que no supere los 25 m/s (90 km/h), velocidad llamada "cut-out speed".La energa del viento es utilizada mediante el uso de mquinas elicas (o aeromotores) capaces de transformar la energa elica en energa mecnica de rotacin utilizable, ya sea para accionar directamente las mquinas operatrices, como para la produccin de energa elctrica. En este ltimo caso, el sistema de conversin, (que comprende un generador elctrico con sus sistemas de control y de conexin a la red) es conocido como aerogenerador.En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energa elica mueve una hlice y mediante un sistema mecnico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energa elctrica. Para que su instalacin resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques elicos.Un molino es una mquina que transforma el viento en energa aprovechable, que proviene de la accin de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje comn. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento. Los molinos tienen un origen remoto.HistoriaLa energa elica no es algo nuevo, es una de las energas ms antiguas junto a la energa trmica. El viento como fuerza motriz existe desde la antigedad y en todos los tiempos ha sido utilizado como tal, como podemos observar. Tiene su origen en el sol. As, ha movido a barcos impulsados por velas o ha hecho funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. Pero, fue a partir de los ochenta del siglo pasado, cuando este tipo de energa limpia sufri un verdadero impulso. La energa elica crece de forma imparable a partir del siglo XXI, en algunos pases ms que en otros, pero sin duda alguna en Espaa existe un gran crecimiento, siendo uno de los primeros pases por debajo de Alemania a nivel europeo o de Estados Unidos a escala mundial. Su auge en parques elicos es debido a las condiciones tan favorables que existe de viento, sobre todo en Andaluca que ocupa un puesto principal, entre los que se puede destacar el Golfo de Cdiz, ya que el recurso de viento es excepcional.Los primeros molinosLa referencia ms antigua que se tiene es un molino de viento que fue usado para hacer funcionar un rgano en el siglo I era comn.[4] Los primeros molinos de uso prctico fueron construidos en Sistn, Afganistn, en el siglo VII. Estos fueron molinos de eje vertical con hojas rectangulares.[5] Aparatos hechos de 6 a 8 velas de molino cubiertos con telas fueron usados para moler trigo o extraer agua.En EuropaEn Europa los primeros molinos aparecieron en el siglo XII en Francia e Inglaterra y se distribuyeron por el continente. Eran unas estructuras de madera, conocidas como torres de molino, que se hacan girar a mano alrededor de un poste central para levantar sus aspas al viento. El molino de torre se desarroll en Francia a lo largo del siglo XIV. Consista en una torre de piedra coronada por una estructura rotativa de madera que soportaba el eje del molino y la maquinaria superior del mismo. Estos primeros ejemplares tenan una serie de caractersticas comunes. De la parte superior del molino sobresala un eje horizontal. De este eje partan de cuatro a ocho aspas, con una longitud entre 3 y 9 metros. Las vigas de madera se cubran con telas o planchas de madera. La energa generada por el giro del eje se transmita, a travs de un sistema de engranajes, a la maquinaria del molino emplazada en la base de la estructura. Los molinos de eje horizontal fueron usados extensamente en Europa Occidental para moler trigo desde la dcada de 1180 en adelante. Basta recordar los ya famosos molinos de viento en las andanzas de Don Quijote. Todava existen molinos de esa clase, por ejemplo, en Holanda.[6]Molinos de bombeoEn Estados Unidos, el desarrollo de molinos de bombeo, reconocibles por sus mltiples velas metlicas, fue el factor principal que permiti la agricultura y la ganadera en vastas reas de Norteamrica, de otra manera imposible sin acceso fcil al agua. Estos molinos contribuyeron a la expansin del ferrocarril alrededor del mundo, supliendo las necesidades de agua de las locomotoras a vapor.[7]Turbinas modernasLas turbinas modernas fueron desarrolladas a comienzos de 1980, si bien, los diseos continan desarrollndose.Utilizacin de la energa elicaLa industria de la energa elica en tiempos modernos comenz en 1979 con la produccin en serie de turbinas de viento por los fabricantes Kuriant, Vestas, Nordtank, y Bonus. Aquellas turbinas eran pequeas para los estndares actuales, con capacidades de 20 a 30 kW cada una. Desde entonces, la talla de las turbinas ha crecido enormemente, y la produccin se ha expandido a muchos sitios.Coste de la energa elicaEl coste de la unidad de energa producida en instalaciones elicas se deduce de un clculo bastante complejo. Para su evaluacin se deben tener en cuenta diversos factores, entre los cuales cabe destacar: El coste inicial o inversin inicial, el costo del aerogenerador incide en aproximadamente el 60 a 70%. El costo medio de una central elica es, hoy, de unos 1.200 Euros por kW de potencia instalada y variable segn la tecnologa y la marca que se vayan a instalar ("direct drive", "sncronas", "asncronas", "generadores de imanes permanentes") Debe considerarse la vida til de la instalacin (aproximadamente 20 aos) y la amortizacin de este costo; Los costos financieros; Los costos de operacin y mantenimiento (variables entre el 1 y el 3% de la inversin); La energa global producida en un perodo de un ao, es decir el denominado factor de planta de la instalacin. Esta se define en funcin de las caractersticas del aerogenerador y de las caractersticas del viento en el lugar donde se ha emplazado. Este clculo es bastante sencillo puesto que se usan las "curvas de potencia" certificadas por cada fabricante y que suelen garantizarse a entre 95-98% segn cada fabricante. Para algunas de las mquinas que llevan ya funcionando ms de 20 aos se ha llegado a respetar 99% de las curvas de potencia. En agosto de 2011 licitaciones en Brasil y Uruguay para compra a 20 aos presentaron costos inferiores a los U$S65 el MWh.Produccin por pasesCapacidad total de energa elica instalada(fin de ao y ltimas estimaciones)[8]

Capacidad (MW)

PosicinPas2009[9]2008[10]2006[11]20052004

1EE.UU.32.91925.17011.6039.1496.725

2Alemania25.03023.90320.62218.42816.628

3China20.00012.2102.4051.260764

4Espaa(13%) 18.263[12]16.75411.73010.0288.504

5India10.7429.6546.2704.4303.000

6Francia4.6553.4041.567757386

7Italia4.5473.7362.1231.7171.265

8Reino Unido4.0153.2411.9631.353888

9Dinamarca(20%) 3.3843.1803.1363.1283.124

10Portugal(15%) 3.3742.8621.7161.022522

11Canad3.301

12Pases Bajos2.220

13Japn1.980

14Australia1.494

15Grecia1.062

16Suecia1.021

17Irlanda1.002

18Austria995

19Turqua635

20Brasil634

Total mundial140.951120.79173.90458.98247.671

Agujero negroDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a: navegacin, bsqueda

El ncleo de la galaxia elptica gigante M87, donde hay evidencia de un agujero negro supermasivo. Tambin se observa un potente chorro (jet) de materia eyectada por los poderosos campos magnticos generados por ste. Imagen tomada por el Telescopio espacial Hubble.

Recreacin de un agujero negro.Un agujero negro[1] u hoyo negro[2] es una regin finita del espacio en cuyo interior existe una concentracin de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partcula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Sin embargo, los agujeros negros pueden ser capaces de emitir radiacin de rayos X, lo cual fue conjeturado por Stephen Hawking en los aos 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 regin del agujero negro del resto del universo y es la superficie lmite del espacio a partir de la cual ninguna partcula 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 aos 70, Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometra de los agujeros negros.[4] Previamente, en 1963, Roy Kerr haba demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros deban tener una geometra cuasi-esfrica determinada por tres parmetros: su masa M, su carga elctrica total e y su momento angular L.Se conjetura que en el centro de la mayora de las galaxias, entre ellas la Va Lctea, hay agujeros negros supermasivos.[5] La existencia de agujeros negros est apoyada en observaciones astronmicas, en especial a travs de la emisin de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas.Contenido[ocultar] 1 Proceso de formacin 2 Historia del agujero negro 3 Clasificacin terica 3.1 Segn la masa 3.2 Segn sus propiedades fsicas 4 Descripcin terica 4.1 Zonas observables 4.2 La entropa en los agujeros negros 4.3 Definicin de agujero negro 4.4 Imposibilidad terica de los agujeros negros? 5 Los agujeros negros en la fsica actual 5.1 Descubrimientos recientes 5.1.1 El mayor 5.1.2 El menor 5.1.3 Chorros de plasma 5.2 Formacin de estrellas por el influjo de agujeros negros 5.3 Radiacin de Hawking 6 Nota lingstica 7 Vase tambin 8 Referencias 8.1 Bibliografa 8.2 Enlaces externos

[editar] Proceso de formacinLos agujeros negros proceden de un proceso de colapso gravitatorio que fue ampliamente estudiado a mediados de siglo XX por diversos cientficos, particularmente Robert Oppenheimer, Roger Penrose y Stephen Hawking entre otros. Hawking en su libro divulgativo de 1988 titulado en espaol Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros repasa algunos de los hechos bien establecidos sobre la formacin de agujeros negros.Dicho proceso comienza posteriormente a la muerte de una gigante roja (estrella de gran masa), llmese muerte a la extincin total de su energa. Tras varios miles de millones de aos de vida, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer fuerza sobre s misma originando una masa concentrada en un pequeo volumen, convirtindose en una enana blanca. En este punto dicho proceso puede proseguir hasta el colapso de dicho astro por la auto atraccin gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro. Este proceso acaba por reunir una fuerza de atraccin tan fuerte que atrapa hasta la luz en ste.En palabras ms simples, un agujero negro es el resultado final de la accin de la gravedad extrema llevada hasta el lmite posible. La misma gravedad que mantiene a la estrella estable, la empieza a comprimir hasta el punto que los tomos comienzan a aplastarse. Los electrones en rbita se acercan cada vez ms al ncleo atmico y acaban fusionndose con los protones, formando ms neutrones mediante el proceso:

Por lo que este proceso comportara la emisin de un nmero elevado de neutrinos. El resultado final, una estrella de neutrones. En este punto, dependiendo de la masa de la estrella, el plasma de neutrones dispara una reaccin en cadena irreversible, la gravedad aumenta enormemente al disminuirse la distancia que haba originalmente entre los tomos. Las partculas de neutrones implotan, aplastndose ms, logrando como resultado un agujero negro, que es una regin del espacio-tiempo limitada por el llamado horizonte de sucesos. Los detalles de qu sucede con la materia que cae ms all de este horizonte dentro de un agujero negro no se conocen porque para escalas pequeas slo una teora cuntica de la gravedad podra explicarlos adecuadamente, pero no existe una formulacin completamente consistente con dicha teora.[editar] Historia del agujero negro

Imagen simulada de como se vera un agujero negro con una masa de diez soles, a una distancia de 600 kilmetros, con la va lctea al fondo (ngulo horizontal de la abertura de la cmara fotogrfica: 90).El concepto de un cuerpo tan denso que ni la luz pudiese escapar de l, fue descrito en un artculo enviado en 1783 a la Royal Society por un gelogo ingls llamado John Michell. Por aquel entonces la teora de Newton de gravitacin y el concepto de velocidad de escape eran muy conocidas. Michell calcul que un cuerpo con un radio 500 veces el del Sol y la misma densidad, tendra, en su superficie, una velocidad de escape igual a la de la luz y sera invisible. En 1796, el matemtico francs Pierre-Simon Laplace explic en las dos primeras ediciones de su libro Exposition du Systeme du Monde la misma idea aunque, al ganar terreno la idea de que la luz era una onda sin masa, en el siglo XIX fue descartada en ediciones posteriores.En 1915, Einstein desarroll la relatividad general y demostr que la luz era influida por la interaccin gravitatoria. Unos meses despus, Karl Schwarzschild encontr una solucin a las ecuaciones de Einstein, donde un cuerpo pesado absorbera la luz. Se sabe ahora que el radio de Schwarzschild es el radio del horizonte de sucesos de un agujero negro que no gira, pero esto no era bien entendido en aquel entonces. El propio Schwarzschild pens que no era ms que una solucin matemtica, no fsica. En 1930, Subrahmanyan Chandrasekhar demostr que un cuerpo con una masa crtica, (ahora conocida como lmite de Chandrasekhar) y que no emitiese radiacin, colapsara por su propia gravedad porque no haba nada que se conociera que pudiera frenarla (para dicha masa la fuerza de atraccin gravitatoria sera mayor que la proporcionada por el principio de exclusin de Pauli). Sin embargo, Eddington se opuso a la idea de que la estrella alcanzara un tamao nulo, lo que implicara una singularidad desnuda de materia, y que debera haber algo que inevitablemente pusiera freno al colapso, lnea adoptada por la mayora de los cientficos.En 1939, Robert Oppenheimer predijo que una estrella masiva podra sufrir un colapso gravitatorio y, por tanto, los agujeros negros podran ser formados en la naturaleza. Esta teora no fue objeto de mucha atencin hasta los aos 60 porque, despus de la Segunda Guerra Mundial, se tena ms inters en lo que suceda a escala atmica.En 1967, Stephen Hawking y Roger Penrose probaron que los agujeros negros son soluciones a las ecuaciones de Einstein y que en determinados casos no se poda impedir que se crease un agujero negro a partir de un colapso. La idea de agujero negro tom fuerza con los avances cientficos y experimentales que llevaron al descubrimiento de los plsares. Poco despus, en 1969, John Wheeler[6] acu el trmino "agujero negro" durante una reunin de cosmlogos en Nueva York, para designar lo que anteriormente se llam "estrella en colapso gravitatorio completo".[editar] Clasificacin tericaSegn su origen, tericamente pueden existir al menos tres clases de agujeros negros:[editar] Segn la masa Agujeros negros supermasivos: con masas de varios millones de masas solares. Se hallaran en el corazn de muchas galaxias. Se forman en el mismo proceso que da origen a los componentes esfricos de las galaxias. Agujeros negros de masa estelar. Se forman cuando una estrella de masa 2,5 veces mayor que la del Sol se convierte en supernova e implosiona. Su ncleo se concentra en un volumen muy pequeo que cada vez se va reduciendo ms. Este es el tipo de agujeros negros postulados por primera vez dentro de la teora de la relatividad general. Micro agujeros negros. Son objetos hipotticos, algo ms pequeos que los estelares. Si son suficientemente pequeos, pueden llegar a evaporarse en un perodo relativamente corto mediante emisin de radiacin de Hawking. Este tipo de entidades fsicas es postulado en algunos enfoques de la gravedad cuntica, pero no pueden ser generados por un proceso convencional de colapso gravitatorio, el cual requiere masas superiores a la del Sol.[editar] Segn sus propiedades fsicasPara un agujero negro descrito por las ecuaciones de Albert Einstein, existe un teorema denominado de sin pelos (en ingls No-hair theorem), que afirma que cualquier objeto que sufra un colapso gravitatorio alcanza un estado estacionario como agujero negro descrito slo por 3 parmetros: su masa , su carga y su momento angular . As tenemos la siguiente clasificacin para el estado final de un agujero negro: El agujero negro ms sencillo posible es el agujero negro de Schwarzschild, que no rota ni tiene carga. Si no gira pero posee carga elctrica, se tiene el llamado agujero negro de Reissner-Nordstrm. Un agujero negro en rotacin y sin carga es un agujero negro de Kerr. Si adems posee carga, hablamos de un agujero negro de Kerr-Newman.[editar] Descripcin terica[editar] Zonas observables

Visin de un artista de un agujero negro con disco de acrecin.

Representacin artstica de un agujero negro con una estrella del compaero de cerca que se mueve en rbita alrededor que excede su lmite de Roche. La materia en que cae forma un disco de acrecimiento, con algo de la materia que es expulsada en chorros polares colimados altamente energticos.En las cercanas de un agujero negro se suele formar un disco de acrecimiento, compuesto de materia con momento angular, carga elctrica y masa, la que es afectada por la enorme atraccin gravitatoria del mismo, ocasionando que inexorablemente atraviese el horizonte de sucesos y, por lo tanto, incremente el tamao del agujero.Vase tambin: Acrecin.En cuanto a la luz que atraviesa la zona del disco, tambin es afectada, tal como est previsto por la Teora de la Relatividad. El efecto es visible desde la Tierra por la desviacin momentnea que produce en posiciones estelares conocidas, cuando los haces de luz procedentes de las mismas transitan dicha zona.Hasta hoy es imposible describir lo que sucede en el interior de un agujero negro; slo se puede imaginar, suponer y observar sus efectos sobre la materia y la energa en las zonas externas y cercanas al horizonte de sucesos y la ergosfera.Uno de los efectos ms controvertidos que implica la existencia de un agujero negro es su aparente capacidad para disminuir la entropa del Universo, lo que violara los fundamentos de la termodinmica, ya que toda materia y energa electromagntica que atraviese dicho horizonte de sucesos, tienen asociados un nivel de entropa. Stephen Hawking propone en uno de sus libros que la nica forma de que no aumente la entropa sera que la informacin de todo lo que atraviese el horizonte de sucesos siga existiendo de alguna forma.Otra de las implicaciones de un agujero negro supermasivo sera la probabilidad que fuese capaz de generar su colapso completo, convirtindose en una singularidad desnuda de materia.[editar] La entropa en los agujeros negros

La frmula de Bekenstein-Hawking para la entropa de un agujero negro.Segn Stephen Hawking, en los agujeros negros se viola el segundo principio de la termodinmica, lo que dio pie a especulaciones sobre viajes en el espacio-tiempo y agujeros de gusano. El tema est siendo motivo de revisin; actualmente Hawking se ha retractado de su teora inicial y ha admitido que la entropa de la materia se conserva en el interior de un agujero negro (vase enlace externo). Segn Hawking, a pesar de la imposibilidad fsica de escape de un agujero negro, estos pueden terminar evaporndose por la llamada radiacin de Hawking, una fuente de rayos X que escapa del horizonte de sucesos.El legado que entrega Hawking en esta materia es de aquellos que, con poca frecuencia en fsica, son calificados de bellos. Entrega los elementos matemticos para comprender que los agujeros negros tienen una entropa gravitacional intrnseca. Ello implica que la gravedad introduce un nivel adicional de impredictibilidad por sobre la incertidumbre cuntica. Parece, en funcin de la actual capacidad terica, de observacin y experimental, como si la naturaleza asumiera decisiones al azar o, en su efecto, alejadas de leyes precisas ms generales.La hiptesis de que los agujeros negros contienen una entropa y que, adems, sta es finita, requiere para ser consecuente que tales agujeros emitan radiaciones trmicas, lo que al principio parece increble. La explicacin es que la radiacin emitida escapa del agujero negro, de una regin de la que el observador exterior no conoce ms que su masa, su momento angular y su carga elctrica. Eso significa que son igualmente probables todas las combinaciones o configuraciones de radiaciones de partculas que tengan energa, momento angular y carga elctrica iguales. Son muchas las posibilidades de entes, si se quiere hasta de los ms exticos, que pueden ser emitidos por un agujero negro, pero ello corresponde a un nmero reducido de configuraciones. El nmero mayor de configuraciones corresponde con mucho a una emisin con un espectro que es casi trmico.Fsicos como Jacob D. Bekenstein han relacionado a los agujeros negros y su entropa con la teora de la informacin. El trabajos de Bekenstein sobre teora de la informacin y agujeros negros sugirieron que la segunda ley seguira siendo vlida si se introduca una entropa generalizada (Sgen) que sumara a la entropa convencional (Sconv), la entropa atribuible a los agujeros negros que depende del rea total (A) de agujeros negros en el universo. Concretamente esta entropa generalizada debe definirse como:

Donde, k es la constante de Boltzmann, c es la velocidad de la luz, G es la constante de gravitacin universal y es la constante de Planck racionalizada, y A el rea del horizonte de sucesos.[editar] Definicin de agujero negroA pesar de que existen explicaciones intuitivas del comportamiento de un agujero negro, en cosmologa terica no existe una definicin simple de qu constituye un agujero negro, y todos los tericos trabajan con definiciones topolgicas sofisticadas de qu constituye un agujero negro. De hecho en un espacio-tiempo compacto no hay una manera adecuada y general de definir qu condiciones debe cumplir una regin para ser considerada un agujero negro. En espacio-tiempos no compactos se requieren algunas condiciones tcnicas para decidir si una regin es un agujero negro, as se dice que en un espacio-tiempo asintticamente plano y predictible (que contiene una hipersuperficie de Cauchy que satisface ciertos requisitos), se dice que hay una regin de agujero negro si el pasado causal de la hipersuperficie de tipo luz situada en el infinito futuro no contiene a todo el espacio-tiempo (eso significa que dicha hipersuperficie es inalcanzable desde algunos puntos del espacio tiempo, precisamente aquellos contenidos en el rea de agujero negro). La frontera del pasado causal de la hipersuperficie de tipo luz futura es el horizonte de eventos.[editar] Imposibilidad terica de los agujeros negros?Existe resultados matemticos slidos bajo los cuales una teora mtrica de la gravitacin (como la relatividad general) predice la formacin de agujeros negros. Estos resultados se conocen como teoremas de singularidades que predicen la ocurrencia de singularidades espaciotemporales (y si se acepta la hiptesis de censura csmica, por tanto a la formacin de agujeros negros). Las ecuaciones de campo de Einstein para la relatividad general admiten situaciones para las cuales se cumplen las condiciones de ocurrencia de singularidades y por tanto, los teoremas de singularidad muestran que los agujeros negros son posibles dentro de la relatividad general. Sin embargo, algunas teoras mtricas alternativas como la teora relativista de la gravitacin, muy similar a la relatividad general en casi todos los aspectos y que tambin explica los hechos observados en el sistema solar y la expansin del universo, usa ecuaciones de campo ligeramente diferentes donde siempre se cumple que en ausencia local de materia y en virtud de las condiciones de causalidad de la teora, para cualquier campo vectorial istropo (vectores tipo luz) definido sobre el espacio-tiempo se cumple la desigualdad:

Esta condicin implica que no se cumplirn las condiciones de los teoremas mencionados anteriormente y, por tanto, stos no pueden ser aplicados para predecir la existencia de singularidades y por tanto agujeros negros.[7] [8]Dado que los datos experimentales permiten decir si es la teora de relatividad general de Einstein o la teora relativista de la gravitacin de Logunov la teora correcta (ya que ambas coinciden para la mayora de hechos observacionales bien comprobadas), no pude darse por garantizado que los agujeros negros sean una consecuencia necesaria de la gravitacin.[editar] Los agujeros negros en la fsica actualSe explican los fenmenos fsicos mediante dos teoras en cierto modo contrapuestas y basadas en principios incompatibles: la mecnica cuntica, que explica la naturaleza de lo muy pequeo, donde predomina el caos y la estadstica y admite casos de evolucin temporal no-determinista, y la relatividad general, que explica la naturaleza de lo muy pesado y que afirma que en todo momento se puede saber con exactitud dnde est un cuerpo, siendo esta teora totalmente determinista. Ambas teoras estn experimentalmente confirmadas pero, al intentar explicar la naturaleza de un agujero negro, es necesario discernir si se aplica la cuntica por ser algo muy pequeo o la relatividad por ser algo tan pesado. Est claro que hasta que no se disponga de una fsica ms avanzada no se conseguir explicar realmente la naturaleza de este fenmeno.[editar] Descubrimientos recientesEn 1995 un equipo de investigadores de la UCLA dirigido por Andrea Ghez demostr mediante simulacin por ordenadores la posibilidad de la existencia de agujeros negros supermasivos en el ncleo de las galaxias. Tras estos clculos mediante el sistema de ptica adaptativa se verific que algo deformaba los rayos de luz emitidos desde el centro de nuestra galaxia (la Va Lctea). Tal deformacin se debe a un invisible agujero negro supermasivo que ha sido denominado Sgr.A (o Sagittarius A). En 2007-2008 se iniciaron una serie de experimentos de interferometra a partir de medidas de radiotelescopios para medir el tamao del agujero negro supermasivo en el centro de la Va Lctea, al que se le calcula una masa 4'5 millones de veces mayor que la del Sol y una distancia de 26.000 aos luz (unos 255.000 billones de km respecto de la Tierra).[9] El agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia actualmente sera poco activo ya que ha consumido gran parte de la materia barinica, que se encuentra en la zona de su inmediato campo gravitatorio y emite grandes cantidades de radiacin.Por su parte, la astrofsica Feryal zel ha explicado algunas caractersticas probables en torno a un agujero negro: cualquier cosa, incluido el espacio vaco, que entre en la fuerza de marea provocada por un agujero negro se acelerara a extremada velocidad como en un vrtice y todo el tiempo dentro del rea de atraccin de un agujero negro se dirigira hacia el mismo agujero negro.En el presente se considera que, pese a la perspectiva destructiva que se tiene de los agujeros negros, stos al condensar en torno a s materia sirven en parte a la constitucin de las galaxias y a la formacin de nuevas estrellas.En junio de 2004 astrnomos descubrieron un agujero negro sper masivo, el Q0906+6930, en el centro de una galaxia distante a unos 12.700 millones de aos luz. Esta observacin indic una rpida creacin de agujeros negros sper masivos en el Universo joven.La formacin de micro agujeros negros en los aceleradores de partculas ha sido informada,[10] pero no confirmada. Por ahora, no hay candidatos observados para ser agujeros negros primordiales.[editar] El mayorDejando a un lado los agujeros negros supermasivos que suelen estar en el ncleo de las galaxias y cuya masa son de millones de veces nuestro Sol, el mayor agujero negro de masa estelar conocido hasta la fecha, se descubri el ao 2007 y fue denominado IC 10 X-1. Est en la galaxia enana IC 10 situada en la constelacin de Casiopea, a una distancia de 1,8 millones de aos luz (17 billones de kilmetros) de la Tierra, con una masa de entre 24 y 33 veces la de nuestro Sol.[11]Posteriormente, en abril de 2008, la revista Nature public un estudio realizado en la Universidad de Turku (Finlandia). Segn dicho estudio, un equipo de cientficos dirigido por Mauri Valtonen descubri un sistema binario, un blazar, llamado OJ 287, en la constelacin de Cncer. Tal sistema parece estar constituido por un agujero negro menor que orbita en torno a otro mayor, siendo la masa del mayor de 18.000 millones de veces la de nuestro Sol, lo que lo convierte en el mayor agujero negro conocido. Se supone que en cada intervalo de rotacin el agujero negro menor, que tiene una masa de 100 millones de soles, golpea la ergosfera del mayor dos veces, generndose un cusar. Situado a 3500 millones de aos luz de la Tierra,[12] est relativamente cerca de la Tierra para ser un cusar.[editar] El menorSin contar los posibles microagujeros negros que casi siempre son efmeros al producirse a escalas subatmicas; macroscpicamente en abril de 2008 el equipo coordinado por Nikolai Saposhnikov y Lev Titarchuk ha identificado el ms pequeo de los agujeros negros conocidos hasta la fecha; ha sido denominado J 1650, se ubica en la constelacin Ara (o Altar) de la Va Lctea (la misma galaxia de la cual forma parte la Tierra). J 1650 tiene una masa equivalente a 3,8 soles y tan solo 24 km de dimetro se habra formado por el colapso de una estrella; tales dimensiones estaban previstas por las ecuaciones de Einstein. Se considera que son prcticamente las dimensiones mnimas que puede tener un agujero negro ya que una estrella que colapsara y produjera un fenmeno de menor masa se transformara en una estrella de neutrones. Se considera que pueden existir muchos ms agujeros negros de dimensiones semejantes.[editar] Chorros de plasmaEn abril de 2008 la revista Nature public un estudio realizado en la Universidad de Boston dirigido por Alan Marscher donde explica que chorros de plasma colimados parten de campos magnticos ubicados cerca del borde de los agujeros negros. En zonas puntuales de tales campos magnticos los chorros de plasma son orientados y acelerados a velocidades cercanas a c (velocidad de la luz), tal proceso es comparable a la aceleracin de partculas para crear una corriente de chorro (jet) en un reactor. Cuando los chorros de plasma originados por un agujero negro son observables desde la Tierra tal tipo de agujero negro entra en la categora de blazar.Que un agujero negro "emita" radiaciones parece una contradiccin, sin embargo esto se explica: todo objeto (supngase una estrella) que es atrapado por la gravitacin de un agujero negro, antes de ser completamente "engullido", antes de pasar tras el horizonte de sucesos, se encuentra tan fuertemente presionado por las fuerzas de marea del agujero negro en la zona de la ergosfera que una pequea parte de su materia sale disparada a velocidades prximas a la de la luz (como cuando se aprieta fuertemente una naranja: parte del material de la naranja sale eyectado en forma de chorros de jugo, en el caso de los objetos atrapados por un agujero negro, parte de su masa sale disparada centrfugamente en forma de radiacin fuera del campo gravitatorio de la singularidad).[editar] Formacin de estrellas por el influjo de agujeros negrosNuevas estrellas podran formarse a partir de los discos elpticos en torno a agujeros negros; tales discos elpticos se producen por antiguas nubes de gas desintegradas previamente por los mismos agujeros negros; las estrellas producidas por condensacin o acrecin de tales discos elpticos al parecer tienen rbitas muy elpticas en torno a los agujeros negros supermasivos.[editar] Radiacin de HawkingArtculo principal: Radiacin de Hawking.Hasta principios de 1970 se pensaba que los agujeros negros no emitan directamente ningn tipo de materia, y su destino ltimo era seguir creciendo por la acrecin de ms y ms materia. Sin embargo, una consideracin de los efectos cunticos en el horizonte de sucesos de un agujero llev a Hawking a descubrir un proceso fsico por el cual el agujero podra emitir radiacin. De acuerdo con el principio de incertidumbre de la mecnica cuntica existe la posibilidad de que en el horizonte se formen pares de partcula-antipartcula de corta duracin, dado que la probabilidad de que uno de los elementos del par caiga dentro del agujero de manera irreversible y el otro miembro del par escape, el principio de conservacin requiere que el agujero disminuya su masa para compensar la energa que se lleva el par que escapa de los aledaos del horizonte de sucesos. Ntese que en este proceso el par se forma estrictamente en el exterior del agujero negro, por lo que no contradice el hecho de que ninguna partcula material puede abandonar el interior. Sin embargo, s existe un efecto neto de transferencia de energa del agujero negro a sus aledaos, que es la radiacin Hawking, cuya produccin no viola ningn principio fsico.