Ergosfera

De Viquipèdia
Jump to navigation Jump to search
Ergosfera envoltant l'horitzó d'esdeveniments d'un forat negre en rotació.

L'ergosfera (també coneguda com a ergoesfera) és la regió exterior i propera a l'horitzó d'esdeveniments d'un forat negre en rotació. En aquesta regió, el camp gravitatori del forat negre gira juntament amb aquest arrossegant l'espai-temps. Es tracta d'un fenomen teoritzat pel físic neozelandès Roy Kerr i prové directament de les teories de la relativitat general d'Albert Einstein. El model de forat negre de Kerr parteix del primer i més simple model de forat negre, el model d'Schwarzschild. Les característiques principals d'ambdós models són les següents:

El model de Schwarzschild[modifica]

El primer model fonamental d'un forat negre va ser el de l'alemany Karl Schwarzschild. El forat negre de Schwarzschild és bàsicament una singularitat gravitatòria puntual en l'espai-temps de moment angular nul i constitueix la solució més simple i la primera a ser trobada a les equacions de la relativitat general.

El model de Kerr[modifica]

El model de Kerr o mètrica de Kerr és una solució a les equacions de la relativitat general per a un forat negre en rotació. Tal singularitat, a diferència de la de Schwarzschild, tindria forma anular. Els forats negres reals que es troben en la natura han de ser rotatoris, ja que, per conservació del moment angular, giraran tal com ho feia l'estrella o objecte progenitor. Se sap que les estrelles, en morir, perden gran part del moment angular i aquest és expulsat juntament amb la matèria ejectada per l'explosió de supernova en la qual el forat negre es forma. Però a pesar d'aquesta pèrdua de moment, una part d'aquest roman. Tal forat, com hem dit, produiria, en certa regió denominada ergoesfera, una zona d'"arrossegament" de l'espai-temps. L'ergosfera és una estructura de forma el·lipsoïdal; coincideix el seu semieix menor amb l'eix de rotació d'aquesta. L'ergosfera s'aplana, per tant, en la direcció de l'eix de gir de manera similar a com ho fa la Terra per efecte de la seva rotació.

L'ergoesfera i els viatges en el temps[modifica]

Dintre de l'ergoesfera no existeix el repòs. És impossible que un cos no s'hi mogui, car el mateix espai gira a l'entorn de la singularitat; per la qual cosa, la matèria que es trobi en aquesta regió rodarà al seu costat. Per a l'observador extern a l'ergosfera, el cos viatjarà a la seva velocitat pròpia sumada a la de la rotació de l'espai. Aquest fet, segons la teoria de la relativitat, comporta curioses conseqüències. L'observació d'un cos que viatgés suficientment ràpid sobre l'ergosfera podria donar una velocitat relativa a l'observador superior fins i tot a la velocitat de la llum, c. En aquest cas, tal objecte simplement desapareixeria de la nostra vista. Arribaria a la seva destinació abans que hagués sortit, cosa que en termes físics significa que hauria viatjat al passat. Per aquesta sorprenent idea, les ergoesferes es conceben, pels físics teòrics, com a veritables màquines del temps naturals. Màquines en què, en qualsevol cas, no es pot viatjar més enllà del moment en què es va formar el forat en qüestió.