Un agujero negro distante puede contradecir la teoría de la relatividad de Einstein

Un agujero negro supermasivo a 26.000 años luz de distancia pondrá a prueba la teoría de la relatividad general de Einstein

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A más de 26.000 años luz de distancia, en el corazón de nuestra galaxia, se encuentra Sagitario A *, una masa invisible de cuatro millones de soles, concentrada en un área de solo nueve veces su tamaño.

Sheperd Doeleman, subdirector del Observatorio Haystack del MIT, cree que esta misteriosa entidad es un agujero negro supermasivo y está construyendo un telescopio del tamaño de la Tierra para demostrarlo. «Tenemos buena evidencia de que hay agujeros negros en el centro de las galaxias justo en las órbitas de las estrellas que las rodean, pero nunca hemos visto uno», dijo. «El poder de aumento requerido es equivalente al necesario para recoger un pomelo en la superficie de la Luna en la Tierra».

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Esto, combinado con la longitud de onda necesaria para penetrar todo el gas y el polvo entre nosotros y Sagitario A *, significa que para hacer una observación directa es necesaria una apertura de proporciones planetarias. Pero en lugar de adoptar el enfoque de la Estrella de la Muerte para la construcción celestial, el proyecto Horizon of Events (EHT), dirigido por Doeleman, tiene la intención de usar lo que ya tenemos: conectar una red de nueve radiotelescopios que abarcan todo el mundo. Para convertir la Tierra en un solo objetivo virtual gigante.

«Podemos sincronizar estos telescopios para que vayan a Sagitario A * al mismo tiempo, para registrar todas las señales, luego llevarlas todas a una supercomputadora y reproducirlas», explica Doeleman. «Funciona de la misma manera que la forma parabólica de una lente óptica hace que todos los rayos de luz converjan en un punto focal».

Los telescopios finales necesarios para realizar la observación, incluido el Atacama Large Millimeter Array de Chile, aparecerán en línea en la primavera de 2017, pero ya se ha utilizado un EHT parcial para evaluar el tamaño de Sagitario A * y realizar las primeras mediciones. de campos magnéticos. de un agujero negro. Los nueve telescopios involucrados seguirán siendo solo pequeños fragmentos de una lente virtual, pero a medida que la Tierra gira, su movimiento identificará una parábola mucho más completa, aunque sea menos que perfecta. Para corregir la forma aplastada de la Tierra, las señales de algunos telescopios se retrasarán en otros. Sin embargo, la dificultad no está solo en el procesamiento de datos, sino en el tiempo. «Las ondas de radio pueden atravesar las paredes, pero a estas frecuencias, el vapor de agua es un gran problema», dice Doeleman. «Necesitamos cielos despejados simultáneamente en todas las ubicaciones de nuestro telescopio».

Incluso con todo este aumento, ¿cómo se produce exactamente una imagen de algo caracterizado por la ausencia total de luz? «Por definición, los agujeros negros son invisibles», dice Doeleman. «La materia tiene densidades tales que la gravedad comprime todo en un solo punto. Justo fuera de él está el horizonte de eventos, el punto del cual no puede escapar la luz. La atracción gravitacional también hace que los agujeros negros sean algunos de los puntos más brillantes del universo, atraen tanto gas y polvo en un volumen tan pequeño y, a medida que todo este material comienza a frotarse, la fricción lo calienta hasta cientos de miles de millones de grados. . El agujero negro está en medio de una sopa brillante «.

Por lo tanto, en la imagen producida por las señales combinadas de los radiotelescopios, el agujero negro debería aparecer como una sombra, del tamaño y la forma exactos descritos por las ecuaciones de campo de Einstein. «Si podemos imaginar esto en detalle, podemos probar la teoría de la relatividad general de Einstein en el horizonte de los eventos en sí», dice Doeleman.

Por supuesto, la teoría de la relatividad general de Einstein se ha confirmado repetidamente en cada paso, más recientemente midiendo el Observatorio con interferencia láser avanzada con las ondas gravitacionales de ondas gravitacionales producidas cuando dos agujeros negros se fusionan. ¿Qué nueva información podría proporcionar una imagen del horizonte del evento? Un área de incertidumbre es lo que se conoce como la paradoja de la información. «La información tragada por un agujero negro parece estar completamente perdida», dice Doeleman.

«Si quemas una enciclopedia, una civilización avanzada podría reconstruirla y la información que contenía. Pero si la arrojas a un agujero negro, parece que acaba de desaparecer. Mecánica cuántica, eso no tiene sentido, así que entender dónde «La información funciona es un misterio. Pero hay formas en las que los estados cuánticos en el agujero negro podrían manifestarse fuera de él, por lo que es un misterio que podríamos abordar».

Ni siquiera la existencia de agujeros negros debe darse por sentada. La evidencia de esto puede ser fuerte, pero aún es lo suficientemente indirecta como para permitir otras posibilidades, y en ninguna parte las teorías de Einstein están produciendo resultados más extraños y poco intuitivos que en el horizonte de los eventos.

«El mismo Einstein negó los agujeros negros durante muchos años», dijo Doeleman. “Pensó que algo evitaría el catastrófico colapso gravitacional de la materia. Pero si tiene razón y este objeto es un agujero negro, entonces la forma de su sombra debería ajustarse al teorema sin pelo, que dice que se puede caracterizar un agujero negro solo por su masa y rotación. Si lo que realmente estamos viendo es una forma irregular, entonces deberíamos mirar escenarios en los que no es un agujero negro o Einstein estaba equivocado. Pero siempre digo: «Nunca se apuesta contra Einstein».

Kathryn Nave es colaboradora habitual de DyN Noticias.

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