¿Podemos distinguir los agujeros negros entre sí?
23/4/2018 de Max Planck Institute for Radio Astronomy / Nature
Imágenes sintéticas de la sombra de Sgr A* para un agujero negro de tipo Kerr (arriba) y un agujero negro de tipo dilaton no giratorio (abajo). En cada caso el panel izquierdo corresponde a la imagen producida por simulaciones magnetohidrodinámicas relativistas, mientras que el panel derecho corresponde a la imagen reconstruida después de considerar condiciones realistas de las observaciones . Crédito: Fromm/Younsi/Mizuno/Rezzolla (Frankfurt).
Una de las predicciones más fundamentales de la teoría de la relatividad de Einstein es la existencia de agujeros negros. Ahora un equipo de investigadores ha comparados imágenes realistas y autoconsistentes de la sombra de un agujero negro supermasivo que acreta materia (como el candidato a agujero negro del centro de nuestra galaxia Sgr A*) tanto en relatividad general como en una teoría diferente de la gravedad. El objetivo era comprobar si los agujeros negros einstenianos pueden distinguirse de los predichos por teorías alternativas de la gravedad.
No todos los rayos de luz (o fotones) producidos por la materia que se precipita por un agujero negro son atrapados por el horizonte de sucesos, una región del espacio-tiempo de la que nada puede escapar. Algunos de estos fotones llegarán hasta observadores lejanos, de modo que cuando se observa directamente un agujero negro, se espera la aparición de una «sombra» en el fondo del cielo. El tamaño y forma de esta sombra dependerá de las propiedades del agujero negro y de la teoría de la gravedad.
Dado que las mayores desviaciones respecto de la teoría de la relatividad de Einstein son esperadas muy cerca del horizonte de sucesos, y dado que las teorías alternativas de la gravedad realizan predicciones diferentes de las propiedades de la sombra, las observaciones directas de Sgr A* representan un método prometedor para comprobar la gravedad en el régimen más intenso. Obtener estas imágenes de la sombra de un agujero negro es el objetivo principal de la colaboración internacional Event Horizon Telescope Collaboration (EHTC), que combina datos en radio de telescopios de todo el mundo.
El resultado de las simulaciones realizadas por los investigadores demuestra que «hay teorías de la gravedad en las que los agujeros negros pueden enmascararse como einstenianos, así que serán necesarias nuevas técnicas de análisis de los datos del EHT para distinguirlos», destaca Luciano Rezzolla (Universidad Goethe). «Aunque pensamos que la relatividad general es correcta, como científicos necesitamos tener la mente abierta. Por suerte, las observaciones futuras y técnicas más avanzadas acabarán resolviendo estas dudas», concluye Rezzolla.
