PHdC 31: agujeros negros, articulaciones que crujen, sueños de gente ciega y receptores de pelos.

Estas son las preguntas de esta semana:

• ¿Qué son y cómo se formaron los agujeros negros?
  
• ¿Por qué crujen las articulaciones?
  
• ¿Con qué sueña la gente ciega?
  
• ¿Cuáles son los receptores de los pelos sensitivos?

No os preocupéis si vuestra pregunta no se responde inmediatamente. Se publican sólo algunas respuestas cada semana (en función de la extensión de éstas) así que es posible que la vuestra esté en cola esperando ser publicada. También es posible que sea una pregunta que le esté dando más quebraderos de cabeza de lo normal a nuestros expertos compañeros y necesite de más investigación que el resto. Os pedimos paciencia.

Os recuerdo el enlace en donde podéis encontrar las distintas formas de hacernos llegar todas vuestras dudas. ¡Atrévete con todas esas preguntas que nunca te atreviste a hacer o que nadie te supo responder!

¿Qué son y cómo se formaron los agujeros negros?

-Pregunta llegada vía HdC por Juan Leonardo–

Un agujero negro es una región del universo donde el campo gravitatorio es tan intenso que ni los mismos fotones de la luz pueden escapar. Es evidente que para que exista un campo gravitatorio ha de haber una masa que lo produzca.

En teoría, un agujero negro puede tener cualquier masa, pues lo que realmente importa no es la masa sino su densidad, es decir la relación entre la masa y las dimensiones espaciales (el volumen, para entendernos). Un átomo, por ejemplo, no tiene la densidad suficiente para formar un agujero negro pero si tenemos la misma masa concentrada al tamaño de un electrón (pura hipótesis, no existe semejante partícula), sí que podría ser un agujero negro… o tal vez no, pues no he realizado los cálculos, pero eso no importa.

En resumen, que el tamaño de un agujero negro puede ser cualquiera, desde el correspondiente a la masa de un átomo hasta millones de estrellas como el Sol.

Quiero volver una vez más a estos agujeros pequeños antes de pasar a los grandes. Y es que se supone que poco después del Big Bang se formaron muchos agujeros de éstos; pueden estar por ahí, y ser invisibles (por algo son “negros”), o pueden haber desaparecido, si las ideas de Stephen Hawking son correctas (según él, los agujeros negros pueden “evaporarse” siendo este fenómeno tanto más evidente cuanto más pequeño sea el agujero).

Vamos a ver como se forman los agujeros negros grandes, esos con masa varias veces superior al Sol.

Todas las estrellas tienen su evolución, empezando por una nube de gas que se condensa hasta que se activan los procesos de fusión nucleares. En cualquier estrella se dan dos procesos contrapuestos: la contracción gravitatoria y la expansión debida a la radiación. La contracción gravitatoria es el proceso que inicialmente hace que la nube se condense, y se debe a la atracción que ejerce la masa global sobre cada una de sus partes. Este proceso nunca desaparece, sólo se frena; la primera vez, cuando la estrella se “enciende”, son los procesos térmicos debidos a la fusión nuclear los que impiden que se siga contrayendo. Una estrella como el Sol mantiene un tamaño estable porque está en equilibrio entre la contracción y la expansión; dentro de unos cuatro o cinco mil millones de años, la expansión parecerá ganar la partida, y el Sol se hinchará para formar una gigante roja. Pero será una victoria pírrica, pues ya no quedará suficiente material en el núcleo para mantener la fusión. El Sol expulsará sus capas más externas y el resto se condensará hasta alcanzar un nuevo equilibrio, esta vez debido a la interacción entre los átomos. Será una enana blanca que probablemente se siga enfriando más y más hasta apagarse; y ese será el final de una estrella pequeña, como el Sol.

Si se trata de una estrella mayor, el remanente aún tendrá masa suficiente para comprimir los átomos y formar una estrella de neutrones, es decir una forma de materia con la misma densidad que el núcleo de los átomos. Se formará un púlsar y puede que eso sea todo.

Pero, ¿y si aún tiene masa suficiente para seguir comprimiéndose? (El valor límite se ha calculado para 2,5 veces la masa solar). Pues en ese caso no se conoce límite alguno para la condensación de la materia, así que ésta podrá comprimirse más y más hasta alcanzar el radio de Schwarzschild (un valor que puede calcularse mediante fórmulas), y aún más allá. Por debajo de ese radio, la radiación emitida simplemente no puede salir de la estrella, y tenemos un agujero negro.

Quedan muchas aspectos pendientes, pero ya se salen del ámbito de una respuesta breve.

Sólo un par de cuestiones más. La primera, he hablado de agujeros pequeños y grandes, pero también los hay supermasivos, formados por una masa del orden de millones de estrellas; al parecer, hay uno de ese tipo en el núcleo de las galaxias grandes como la nuestra.

Y, para terminar, si son negros, ¿pueden verse? Pues lo que se dice “verse” no, pues atraen la luz, por lo que no emiten ni la reflejan. Pero en su entorno se producen perturbaciones gravitatorias o la emisión de radiaciones intensas, que pueden explicarse mediante la existencia de un agujero negro. O sea, no se verán, pero sí que se ven sus efectos.

¿Por qué crujen las articulaciones (los nudillos, el cuello, etc.)? ¿Es bueno hacerlo?

-vía HdC por Zinc–

Pues realmente no está claro. La hipótesis más aceptada es que el ruido lo produce al estallar una burbuja de gas en un espacio cerrado. Algunas de nuestras articulaciones están formadas por una bolsa (cápsula articular) con un líquido, llamado sinovial, que actúa de lubricante para el movimiento y además proporciona nutrientes al cartílago sinovial, que es el que se encarga del roce. Cuando la cápsula articular se estira, crea una presión negativa en el interior, que produce la creación de una burbuja de gas. Cuando la presión aumenta la burbuja se rompe produciendo el típico ruido.

Hay que tener cuidado, ya que en este caso estamos hablando del típico “crujir” de los nudillos, una articulación que “cruja” habitualmente puede indicar una enfermedad.

Diversos estudios han demostrado que “crujirse” los nudillos no produce daño alguno, de hecho, hay una famosa investigación que recibió el premio IgNobel (que se da a las investigaciones más graciosas e imaginativas) por “crujirse” todos los días sólo los nudillos de la mano izquierda y no los de la derecha durante 60 años, para acabar comprobando que las dos manos estaban igual de degeneradas.

¿Con qué sueña la gente ciega?

-vía HdC por Emmanuel–

Lo que sueñas se debe a una parte de las sensaciones percibidas  tanto de forma externa como interna (pensar) durante el día. Una persona ciega sueña con lo que percibe, sueña con su día a día, con olores, sonidos, tacto, etc. En caso de que haya perdido la visión después de nacer es capaz de soñar con imágenes visuales, con su recuerdo de ellas, en la medida en que algo le haya recordado a ellas, pero con el tiempo van dejando de hacerlo. Esto lo sabemos principalmente en base a testimonios.

No obstante el cerebro humano es increíble y es capaz de utilizar ese área cerebral de la visión, inutilizado durante el día, durante el sueño. Realmente desconocemos que es lo que ocurre, pero parece que los ciegos de nacimiento son capaces de imaginarse como se verían las cosas y “verlas” durante los sueños. Como siempre la neurociencia nos deja con la boca abierta rozando lo imposible.

¿Cuáles son los receptores de los pelos sensitivos?

-Pregunta llegada vía HdC por Linda Carolina–

Como puedes apreciar en la imagen, alrededor de la parte más ancha del folículo piloso (el bulbo) se sitúa un entramado de nervios. Este conjunto de fibras nerviosas, el “manguito nervioso”, es estimulado cada vez que se presiona el pelo desde el exterior. Dicho de otra forma, el pelo constituye un receptor de presión. Podemos comprobarlo sin más que tocarnos el pelo, sin llegar a la piel, y notaremos el contacto.

Es tanto más eficaz cuanto más rígido sea el pelo, por eso se siente mejor en las cejas que en el cabello. Y así podemos extrapolar a las vibrisas sensoriales de algunos mamíferos, que son pelos muy rígidos, y que sirven para sentir objetos cercanos en la oscuridad. Al menos así me lo parece. Si algún veterinario me lo confirmara…

(Puedes hallar más información en mi artículo Cuestión de Pelos)

Estas son las preguntas que contestaremos la semana que viene. ¿Os animáis a adivinar la respuesta? Compartid vuestras ideas en los comentarios.

• ¿En qué consiste la velocidad orbital? ¿Giramos a más de 100000 km/h con la Tierra? (enviada por Andrés Rueda).
• ¿Qué es un cuásar? (enviada por Berttot).

PreguntaHdC