"Einstein estaba en lo cierto": Prueban la teoría de la relatividad en la gravedad de un gigantesco agujero negro
Publicado: 26 jul 2019 21:18 GMT
El gigante espacial tiene una masa 4
millones de veces superior a la del Sol y su gravedad extrema puede
distorsionar la luz de una estrella.
Representación artística de la estrella S0-2 acercándose al agujero negro Sagitario A*
Nicolle R. Fuller/National Science Foundation
Un
grupo de astrofísicos ha puesto a prueba la teoría de la relatividad de
Albert Einstein, aplicando sus predicciones al campo gravitacional de
un gigantesco agujero negro en el corazón de nuestra galaxia, superando
por su escala a todos los experimentos de este tipo realizados hasta el
momento, informa el portal Space.com
Según Einstein, la gravedad es fruto de la forma en que el tiempo y el espacio resultan deformados por la masa. Y mientras más masivo sea un objeto, mayor será su atracción gravitacional.
Esta explicación fue verificada en numerosas ocasiones en campos de gravitación relativamente débiles, como los presentes en la Tierra y el Sistema Solar. Sin embargo, los científicos creen que campos gravitacionales mucho más poderosos podrían revelar irregularidades en la relatividad general, dando lugar a nuevas teorías capaces de explicar algunos de los grandes misterios del universo, tales como la materia oscura y la energía oscura.
Con ayuda de tres observatorios ubicados en Hawái, los investigadores estudiaron en 2018 la estrella S0-2 cuando esta alcanzaba el punto más cercano al Sagitario A*en 16 años —el tiempo en que tarda en completar su órbita— pasando a 120 unidades astronómicas del agujero negro y al 2,7 % de la velocidad de la luz.
Después crearon un modelo tridimensional de su recorrido y lo utilizaron combinándolo con otras mediciones recabadas en el transcurso de los últimos 24 años para comprobar una de las predicciones de la relatividad general conocida como corrimiento al rojo ('redshift', en inglés), que describe la manera en que la gravedad puede distorsionar la luz.
"Esto fue anticipado hace mucho tiempo de manera teórica, pero es realmente emocionante que, finalmente, seamos capaces de hacerlo", expresó Tuan Do, autor principal del trabajo e investigador de la Universidad de California (EE.UU.). El investigador admitió sentirse maravillado ante el hecho de que esas predicciones "funcionan a pesar de que los agujeros negros, y muchos menos los supermasivos, ni siquiera eran conocidos cuando Einstein creó su teoría".
"Einstein está en lo cierto, al menos por ahora", coincide Andrea Ghez, coautora principal de la publicación y profesora de la misma institución educativa. "Sin embargo, su teoría muestra definitivamente vulnerabilidad", ya que "no es capaz de explicar completamente la gravedad en el interior de un agujero negro", por lo que "en algún momento deberemos avanzar más allá de la teoría de Einstein hacia una teoría de la gravedad más amplia que explique lo que es un agujero negro", concluye.
Según Einstein, la gravedad es fruto de la forma en que el tiempo y el espacio resultan deformados por la masa. Y mientras más masivo sea un objeto, mayor será su atracción gravitacional.
Esta explicación fue verificada en numerosas ocasiones en campos de gravitación relativamente débiles, como los presentes en la Tierra y el Sistema Solar. Sin embargo, los científicos creen que campos gravitacionales mucho más poderosos podrían revelar irregularidades en la relatividad general, dando lugar a nuevas teorías capaces de explicar algunos de los grandes misterios del universo, tales como la materia oscura y la energía oscura.
Espectro distorsionado
Para avanzar en este asunto, los autores del nuevo trabajo estudiaron el agujero negro supermasivo Sagitario A*, un gigante espacial ubicado en el centro de la Vía Láctea con una masa 4 millones de veces superior a la del Sol y un diámetro de 23,6 millones de kilómetros.
Con ayuda de tres observatorios ubicados en Hawái, los investigadores estudiaron en 2018 la estrella S0-2 cuando esta alcanzaba el punto más cercano al Sagitario A*en 16 años —el tiempo en que tarda en completar su órbita— pasando a 120 unidades astronómicas del agujero negro y al 2,7 % de la velocidad de la luz.
Después crearon un modelo tridimensional de su recorrido y lo utilizaron combinándolo con otras mediciones recabadas en el transcurso de los últimos 24 años para comprobar una de las predicciones de la relatividad general conocida como corrimiento al rojo ('redshift', en inglés), que describe la manera en que la gravedad puede distorsionar la luz.
Órbitas estelares alrededor a Sagitario A*. La de S0-2, resaltada en amarillo.
/ Keck/UCLA Galactic Center Group
'Einstein tenía razón'
Así, la luz que cae hacia el campo gravitacional se desplaza hacia el extremo azul del espectro, de modo que la luz que escapa del campo se vuele rojiza. Y eso fue exactamente lo que ocurrió con S0-2 por el efecto de la extrema gravedad de Sagitario A*, comprobándose de esta forma la teoría de Einstein."Esto fue anticipado hace mucho tiempo de manera teórica, pero es realmente emocionante que, finalmente, seamos capaces de hacerlo", expresó Tuan Do, autor principal del trabajo e investigador de la Universidad de California (EE.UU.). El investigador admitió sentirse maravillado ante el hecho de que esas predicciones "funcionan a pesar de que los agujeros negros, y muchos menos los supermasivos, ni siquiera eran conocidos cuando Einstein creó su teoría".
"Einstein está en lo cierto, al menos por ahora", coincide Andrea Ghez, coautora principal de la publicación y profesora de la misma institución educativa. "Sin embargo, su teoría muestra definitivamente vulnerabilidad", ya que "no es capaz de explicar completamente la gravedad en el interior de un agujero negro", por lo que "en algún momento deberemos avanzar más allá de la teoría de Einstein hacia una teoría de la gravedad más amplia que explique lo que es un agujero negro", concluye.
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