¿Qué significa 'los agujeros negros se crean cuando el centro de una estrella muy masiva colapsa sobre sí misma'?

Esta página de Wikipedia sobre Stellar Evolution es un buen punto de partida con muchos enlaces a más información.

Una estrella es una enorme esfera compuesta principalmente de hidrógeno.

Como cualquier gran masa, tiene un campo gravitatorio y ese campo actúa sobre la estrella misma.

Por lo tanto, siempre querría colapsar en una esfera lo más densa posible bajo su propia gravedad.

Ahora bien, a medida que aumenta la densidad, particularmente en el centro, la presión también aumenta y también lo hace la temperatura. Cuando estos sean lo suficientemente altos, el núcleo de la estrella podrá fusionar hidrógeno (y luego otros materiales) en elementos más pesados. Hacerlo libera enormes cantidades de energía y esto es lo que crea toda esa luz que vemos.

Pero la energía liberada también evita que la estrella colapse más.

Y puede permanecer así (más o menos) durante miles de millones de años. Es esta energía producida por la fusión en el núcleo la que equilibra la fuerza gravitacional (peso) del resto de la estrella que intenta aplastar el núcleo. Entonces, la fusión que genera más energía de la que requiere para suceder es esencial para mantener una estrella "viva".

Después de mucho tiempo, el hidrógeno del núcleo se agota y la estrella comienza a quemar elementos más pesados ​​en el núcleo (helio, carbono, etc.). Lo hace hasta que se agotan y (aproximadamente) llegamos a elementos como el hierro restante. En ese momento, la fusión de esos elementos ya no genera suficiente energía para detener el colapso de la estrella y comienza a colapsar nuevamente, pero muy, muy rápidamente.

Lo que suceda exactamente a continuación depende principalmente de la masa de la estrella. Puede terminar como una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro.

Pero el colapso final es un proceso muy rápido y bastante violento.

Una vez que se agota el combustible útil en el núcleo, las estrellas sufren una muerte espectacular de una forma u otra.

¿Qué es un agujero negro (en términos simples)?

La gravedad es el resultado de la forma en que la masa (o incluso la energía) puede distorsionar el espacio.

Más allá de cierto punto, esta distorsión se vuelve tan grande que todo en un lado queda atrapado dentro de una "superficie" llamada horizonte de eventos . Un horizonte de eventos es lo que realmente es un agujero negro: sin horizonte de eventos, sin agujero negro.

Dentro del agujero negro, el espacio está distorsionado de una manera que es básicamente imposible de describir sin algunas matemáticas. El efecto es que no hay dirección en la que puedas moverte ni velocidad a la que puedas viajar que no te lleve al centro del agujero negro: la singularidad. Ni siquiera intentes visualizarlo, simplemente no es una idea de sentido común.

Esto incluso funciona con luz.

Ahora bien, un horizonte de sucesos no es una superficie que puedas sentir. De hecho, puede viajar a través de un horizonte de eventos (¡pero solo hacia adentro, no hacia afuera!). Entonces, este cambio en la forma en que se distorsiona el espacio-tiempo no es algo repentino u obvio para la persona que cae.

De vuelta a nuestra estrella colapsando.

A medida que colapsa (sin energía de fusión para detener eso), se vuelve más y más denso.

Ahora bien, si es lo suficientemente grande colapsará en un agujero negro, porque el núcleo se volverá tan denso por el colapso que será suficiente para formar un horizonte de eventos.

Nuestro Sol no es lo suficientemente grande para hacer eso.

Una estrella es siempre un equilibrio de la gravedad tratando de colapsarla hacia adentro y la fusión nuclear tratando de explotarla. Por lo general, las fuerzas están en equilibrio, ya que la gravedad provoca más fusión nuclear desde el hidrógeno hasta el hierro. Sin embargo, el hierro requiere una cantidad de energía exponencialmente mayor para fusionarse, por lo que la gravedad gana y aplasta la estrella hacia adentro. Este peso forma el agujero negro y también genera un estallido final de fusión nuclear, provocando el estallido de luz que la gente ve, y también formando los elementos más allá del hierro. ¡Espero que esta respuesta ayude!