La teoría de Einstein puede explicar el agujero negro en M87

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Los científicos de la colaboración del Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT) utilizan datos que produjeron la primera imagen de un agujero negro para restringir sus propiedades fundamentales.

En 2019, la Colaboración EHT publicó la primera imagen de un agujero negro ubicado en el centro de la galaxia M 87. Ahora, un equipo de colaboración liderado por físicos teóricos de la Universidad Goethe de Frankfurt ha analizado datos del agujero negro M87* para probar la teoría de la relatividad general de Einstein. Según las pruebas, el tamaño de la sombra de M87* está en excelente acuerdo con un agujero negro predicho por la relatividad general, pero constriñe las propiedades de los agujeros negros en otras teorías. Estos resultados se presentan en la edición de hoy de la revista Physical Review D.

Un equipo de científicos de la colaboración EHT, liderado por Prashant Kocherlakota y Luciano Rezzolla del Instituto de Física Teórica de la Universidad Goethe de Frankfurt en Alemania, ha investigado por primera vez cómo encajan las diferentes teorías con los datos de observación del agujero negro M87* en el centro de la galaxia Messier 87. La imagen de M87*, tomada en 2019, fue la primera prueba experimental de la existencia real de agujeros negros después de la medición de ondas gravitacionales en 2015.

El resultado de estas investigaciones: los datos de M87* están en excelente acuerdo con las teorías basadas en Einstein y, en cierta medida, con las teorías basadas en cuerdas. Prashant Kocherlakota, científico de la Universidad de Frankfurt y miembro de la Colaboración EHT, explica: «Con los datos registrados por la Colaboración EHT, ahora podemos probar diferentes teorías de la física con imágenes de agujeros negros. Actualmente, no podemos rechazar estas teorías al describir el tamaño de la sombra de M87*, pero nuestros cálculos limitan el rango de validez de estos modelos de agujeros negros «.

Luciano Rezzolla, jefe de Física Teórica de la Universidad de Frankfurt y miembro de la Junta de Gobierno de la Colaboración EHT, dice: «La idea de los agujeros negros para nosotros los físicos teóricos es al mismo tiempo una fuente de preocupación e inspiración. Si bien todavía luchamos con algunas de las consecuencias de los agujeros negros, como el horizonte de eventos o la singularidad, parece que siempre estamos ansiosos por encontrar nuevas soluciones de agujeros negros también en otras teorías. Por tanto, es muy importante obtener resultados como los nuestros, que determinen qué es plausible y qué no. Este fue un primer paso importante y nuestras limitaciones mejorarán a medida que se realicen nuevas observaciones».

Como señaló por primera vez el astrónomo alemán Karl Schwarzschild, los agujeros negros doblan el espacio-tiempo en un grado extremo debido a su extraordinaria concentración de masa y calientan la materia en su vecindad para que comience a brillar. El físico neozelandés Roy Kerr demostró que la rotación puede cambiar el tamaño del agujero negro y la geometría de su entorno. El «borde» de un agujero negro se conoce como horizonte de eventos, el límite alrededor de la concentración de masa más allá del cual la luz y la materia no pueden escapar y que hace que el agujero negro sea «negro». Los agujeros negros, predice la teoría, pueden describirse mediante un puñado de propiedades: masa, espín y una variedad de posibles cargas.

En la colaboración EHT, los telescopios localizados en diferentes partes del mundo están interconectados para formar un telescopio gigante virtual con un plato tan grande como la Tierra misma. Con la precisión de este telescopio, se podría leer un periódico en Nueva York desde un café callejero de Berlín.

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