martes, 15 de octubre de 2019 17:12
Ciencia e investigación

Esta es la primera foto de un agujero negro

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La primera fotografía de un agujero negro jamás capturada por una cámara ya ha sido revelada. La imagen es la misma que la que se había teorizado con la Relatividad General. 


Está confirmado: las teorías de Albert Einstein se confirman una vez más, incluso en los lugares más exóticos del universo. 


La fotografía muestra el agujero negro en el centro de la galaxia Messier 87, a 55 millones de años luz de la Tierra, visible en la constelación de Virgo. Este agujero negro tiene una masa de seis mil millones de soles y es mucho más grande que el que habita en el centro de nuestra Vía Láctea.


El anuncio se hizo a las 15:07 horas simultáneamente en seis ciudades: Bruselas (Bélgica), Washington (Estados Unidos), Santiago (Chile), Shangai (China), Taipei (Taiwán) y Tokio (Japón). 


Se trata de un "resultado revolucionario": nunca antes se había observado tan directamente un fenómeno de este tipo en el pasado. La fotografía muestra un anillo de gas a muy altas temperaturas que cruza el "borde" del agujero negro y es tragado por él.


Lo que esperábamos ver era una silueta oscura rodeada de un disco de luz que sería tragado por el agujero negro. Esta fue la predicción de Albert Einstein cuando postuló la Teoría General de la Relatividad, afirmando que hay regiones en el universo que distorsionan el tiempo y el espacio porque son tan densas que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de ellas. 


¿Qué es este agujero negro?


El agujero negro que aparece en la fotografía tiene un diámetro de 100.000 millones de kilómetros, pero debido a la distancia a la que estamos de él, parece ser sólo del tamaño de un grano de mostaza. Cuanto más grande es el agujero negro, más grande es el anillo que aparece a su alrededor. 


Tiene 6.500 billones de veces la masa de nuestro Sol, una estrella cuya masa es de 1.989 × 1030 kilogramos.


Dentro de este agujero negro, al igual que en todos los demás, hay un punto en el que se rompen las leyes de la física. En este punto llamamos singularidad. Y la singularidad está cubierta por una superficie llamada el horizonte de sucesos (u horizonte de acontecimientos)


La gravedad es tan fuerte en esta superficie que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Esta superficie separa el interior del exterior y nada del interior puede salir. 


Durante trece años, los científicos que participan en este proyecto, financiado por la Unión Europea, han estado observando dos agujeros negros en busca de fotografías. Uno de ellos es Saggitarius A* y está en el centro de la Vía Láctea; y el otro está en medio de la galaxia M87. El primero está a 25.000 años luz de la Tierra (nos tomaría 25.000 años luz llegar allí si viajáramos a la velocidad de la luz) y tiene una masa de cuatro millones de soles. Pero lo que aparece en la fotografía es el segundo.


A lo largo de todo este tiempo, ocho telescopios dispersos por todo el mundo tuvieron sus ojos en estas dos regiones del espacio en un intento de capturar la radiación electromagnética emitida por los gases de fricción que son tragados por los agujeros negros. Juntos, estos observatorios formaron el Telescopio Horizonte de Sucesos y como están dispersos por toda la Tierra, funcionan como un telescopio gigantesco del tamaño de nuestro planeta.


El lugar donde se rompen las leyes de la física


La obtención de esta fotografía no sólo es importante por la innovación que representa. Ni siquiera porque pone a prueba la Teoría General de la Relatividad. Pero también es especial porque es la mirada más directa que tendremos sobre un fenómeno que sigue siendo un verdadero misterio en la física.


Los agujeros negros son, por definición, una región extremadamente densa donde no estamos seguros de que las leyes de la naturaleza tal como las conocemos funcionen.


Todo porque, cuando nacen después de la explosión de una estrella mucho más grande que el Sol, aparecen con una especie de frontera llamada el horizonte de sucesos. Es como si el agujero negro fuera una perla y ese horizonte fuera la concha de la ostra que la protege.


Ningún objeto que cruce esta frontera puede escapar de la fuerza extrema de un agujero negro. Es más, alguien que estuviera lejos de esta frontera deja de ver los objetos que van más allá, en una especie de censura cósmica. Hasta el horizonte de sucesos, la Teoría de la Relatividad General es un farol que nos permite comprenderlo todo. A partir de entonces, la "censura cósmica" no nos permite ver -ni saber- nada. Estamos en completa ignorancia. La linterna se apaga.


Como la luz no escapa de los agujeros negros, es imposible verlos directamente. Son invisibles. Lo más cerca que podemos estar de verlos es fotografiando los efectos que causan en los cuerpos celestes que los rodean. El disco de luz que vemos alrededor del agujero negro es gas a muy altas temperaturas que es aspirado dentro del agujero negro.


Ahora, los científicos detrás del proyecto del Telescopio Event Horizon han pasado los últimos seis meses analizando lo que le sucede a la materia cuando entra en un agujero negro. Aún no han descubierto el destino final, pero tienen noticias: la materia comienza a girar a velocidades cercanas a la de la luz, se calienta a temperaturas muy altas y comienza a emitir radiación electromagnética, especialmente ondas de radio.


Como había predicho Einstein, y como se confirmó durante un eclipse solar en 1919, cuando el espacio y el tiempo son deformados -curvados- por un oscuro, altamente denso como un agujero negro, la luz también se "dobla". Ya habíamos probado esto en deformaciones más simples, como las causadas por el Sol o por el planeta Tierra. Pero nunca en situaciones tan exóticas como las causadas por los agujeros negros. Ahora estamos seguros: la Teoría de la Relatividad General también se confirma en ambientes extremos como estos.


Según Stephen Hawking, no podemos entender los agujeros negros porque no podemos verlos sólo a la luz de la física clásica de Albert Einstein. Tenemos que bucear a los niveles más elementales y entrar en un área más minimalista de la física llamada mecánica cuántica. Según él, es posible que el agujero negro no se limite a tragar cosas, sino también a escupir algunas cosas; o bien la energía del universo no fue preservada, como siempre estaba previsto en un sistema cerrado.


Pero nada de esto ha sido probado o incluso probado. Si lo fuera, ya habríamos casado la física clásica con la mecánica cuántica, mirando en un agujero negro y descubriendo una Teoría del Todo, una ecuación elegante que explicaría todo lo que existe en el universo, incluso las cosas más exóticas como un agujero negro o el Big Bang.


Esto nunca ha sido posible y algunas personas piensan que nunca lo será. Pero también es por eso que la fotografía presentada este 10 de abril es tan especial: es lo más cerca que podemos estar de ver un misterio inescrutable. Al menos por ahora.

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