¿Los agujeros negros tienen realmente horizontes del eventos? La teoría general de la relatividad de Einstein pasa otra prueba
La impresión de este artista muestra una estrella que cruza el horizonte de eventos de un agujero negro supermassivo situado en el centro de una galaxia. El agujero negro es tan grande y masivo que los efectos de las mareas sobre la estrella son insignificantes, y la estrella es tragada entera. Los efectos de las lentes gravitacionales que distorsionan la luz de la estrella no se muestran aquí. Crédito de la imagen: Photo: Mark A. Garlick/CfA
Por Himanshu Goenka para international Business Times Mayo 31 de 2017
Es un entendimiento común que todos los agujeros negros tienen horizontes de eventos — el punto más allá del cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar de la atracción gravitatoria ejercida por los objetos más densos conocidos en el universo. Pero no todos los teóricos están de acuerdo en que tal fenómeno— el horizonte de sucesos — existe; Argumentan en cambio algo extraño que se basa en las modificaciones hechas a la Teoría General de la Relatividad de Einstein.
De acuerdo con la teoría ampliamente aceptada de los agujeros negros, basada en la teoría de la relatividad de Einstein, los agujeros negros, incluyendo sus variantes supermasivas, se forman cuando una estrella con una masa de aproximadamente 20 soles, colapsa sobre sí misma después de quedarse sin energía para sostenerse. La densa concentración de materia resultante tiene una gravedad tan fuerte que acrecienta todo lo que entra dentro de su esfera gravitacional, creciendo en masa todo el tiempo. Puesto que todo incluye luz, un agujero negro no es directamente visible, ganándose así su nombre. Sin embargo, el concepto de horizonte de eventos, aunque aceptado por un gran número de personas, aún no ha sido probado.
Esta es la primera en una secuencia de dos impresiones de artista que muestra una enorme esfera masiva en el centro de una galaxia, en lugar de un agujero negro supermasivo. Aquí una estrella se mueve hacia y luego se estrelló contra la superficie dura de la esfera, arrojando escombros. El impacto calienta el sitio de la colisión. Crédito de la imagen: Photo: Mark A. Garlick/CfA
Algunos científicos que pertenecen al campo de los negativos sugieren que en lugar de agujeros negros supermasivos en los centros de la mayoría de las galaxias, hay objetos que de alguna manera lograron no colapsar en una singularidad y, por lo tanto, no tienen horizontes de eventos. En ausencia de una singularidad, estos objetos teóricos tendrían una superficie dura, y los objetos que se tiran a ella golpearían la superficie y serían destruidos.
Pawan Kumar, profesor de astrofísica en la Universidad de Texas, Austin, su estudiante graduado Wenbin Lu, y Ramesh Narayan del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics de la Universidad de Harvard, idearon un experimento para determinar cuál de las dos teorías era correcta.
"Todo nuestro punto aquí es convertir esta idea de un horizonte de eventos en una ciencia experimental, y averiguar si los horizontes del eventos realmente existen o no. Nuestro motivo no es tanto establecer que hay una superficie dura ", dijo Kumar en un comunicado el martes, "sino empujar el límite del conocimiento y encontrar pruebas concretas de que realmente, hay un horizonte de eventos alrededor de los agujeros negros".
Si una estrella golpea la superficie dura del objeto supermasivo y se destruye, su gas envolverá el objeto y será visible a los telescopios por un largo tiempo, muchos meses o incluso años. Una vez que el equipo se dio cuenta de eso, los investigadores calcularon la velocidad a la que las estrellas caen en los agujeros negros supermasivos, considerando sólo los realmente masivos con alrededor de 100 millones de masas solares.
Luego, usando datos de una encuesta recientemente completada de la mitad del cielo del hemisferio norte, recopilada por el telescopio Pan-STARRS de 1,8 metros en Hawai durante un período de 3,5 años, buscaron "transitorios" — el nombre dado a los objetos que brillan un tiempo y luego se desvanecen. La intención era encontrar transitorios con la misma firma ligera que se esperaba de una estrella golpeando una superficie dura.
"Dada la velocidad de las estrellas que caen sobre los agujeros negros y la densidad numérica de los agujeros negros en el universo cercano, calculamos cuántos transitorios tales que Pan-STARRS debería haber detectado durante un período de operación de 3,5 años. Resulta que debería haber detectado más de 10 de ellos, si la teoría de la superficie dura es verdad ", dijo Lu en el comunicado.
En la impresión de este segundo artista, una enorme esfera en el centro de una galaxia se muestra después de que una estrella haya colisionado con ella. En este evento se generan enormes cantidades de calor y un aumento dramático en el brillo de la esfera. La falta de observación de tales bengalas desde el centro de las galaxias significa que este hipotético escenario está casi totalmente descartado Crédito de la imagen: Photo: Mark A. Garlick/CfA
Los investigadores no encontraron un solo transitorio que coincidiera con sus criterios.
Para mejorar su prueba, los investigadores ahora planean usar datos de un telescopio más grande — el Telescopio Sinóptico Grande de 8,4 metros de construcción en Chile. Una vez completado, ese telescopio ofrecería una sensibilidad mucho mayor que el de Pan-STARRS.
"Nuestro trabajo implica que algunos, y tal vez todos, los agujeros negros tienen horizontes de eventos y que el material realmente desaparece del universo observable cuando se jala en estos objetos exóticos, como hemos esperado durante décadas. La Relatividad General ha pasado otra prueba crítica ", dijo Narayan en el comunicado.
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La impresión de este artista muestra una estrella que cruza el horizonte de eventos de un agujero negro supermassivo situado en el centro de una galaxia. El agujero negro es tan grande y masivo que los efectos de las mareas sobre la estrella son insignificantes, y la estrella es tragada entera. Los efectos de las lentes gravitacionales que distorsionan la luz de la estrella no se muestran aquí. Crédito de la imagen: Photo: Mark A. Garlick/CfA
Por Himanshu Goenka para international Business Times Mayo 31 de 2017
Es un entendimiento común que todos los agujeros negros tienen horizontes de eventos — el punto más allá del cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar de la atracción gravitatoria ejercida por los objetos más densos conocidos en el universo. Pero no todos los teóricos están de acuerdo en que tal fenómeno— el horizonte de sucesos — existe; Argumentan en cambio algo extraño que se basa en las modificaciones hechas a la Teoría General de la Relatividad de Einstein.
De acuerdo con la teoría ampliamente aceptada de los agujeros negros, basada en la teoría de la relatividad de Einstein, los agujeros negros, incluyendo sus variantes supermasivas, se forman cuando una estrella con una masa de aproximadamente 20 soles, colapsa sobre sí misma después de quedarse sin energía para sostenerse. La densa concentración de materia resultante tiene una gravedad tan fuerte que acrecienta todo lo que entra dentro de su esfera gravitacional, creciendo en masa todo el tiempo. Puesto que todo incluye luz, un agujero negro no es directamente visible, ganándose así su nombre. Sin embargo, el concepto de horizonte de eventos, aunque aceptado por un gran número de personas, aún no ha sido probado.
Esta es la primera en una secuencia de dos impresiones de artista que muestra una enorme esfera masiva en el centro de una galaxia, en lugar de un agujero negro supermasivo. Aquí una estrella se mueve hacia y luego se estrelló contra la superficie dura de la esfera, arrojando escombros. El impacto calienta el sitio de la colisión. Crédito de la imagen: Photo: Mark A. Garlick/CfA
Algunos científicos que pertenecen al campo de los negativos sugieren que en lugar de agujeros negros supermasivos en los centros de la mayoría de las galaxias, hay objetos que de alguna manera lograron no colapsar en una singularidad y, por lo tanto, no tienen horizontes de eventos. En ausencia de una singularidad, estos objetos teóricos tendrían una superficie dura, y los objetos que se tiran a ella golpearían la superficie y serían destruidos.
Pawan Kumar, profesor de astrofísica en la Universidad de Texas, Austin, su estudiante graduado Wenbin Lu, y Ramesh Narayan del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics de la Universidad de Harvard, idearon un experimento para determinar cuál de las dos teorías era correcta.
"Todo nuestro punto aquí es convertir esta idea de un horizonte de eventos en una ciencia experimental, y averiguar si los horizontes del eventos realmente existen o no. Nuestro motivo no es tanto establecer que hay una superficie dura ", dijo Kumar en un comunicado el martes, "sino empujar el límite del conocimiento y encontrar pruebas concretas de que realmente, hay un horizonte de eventos alrededor de los agujeros negros".
Si una estrella golpea la superficie dura del objeto supermasivo y se destruye, su gas envolverá el objeto y será visible a los telescopios por un largo tiempo, muchos meses o incluso años. Una vez que el equipo se dio cuenta de eso, los investigadores calcularon la velocidad a la que las estrellas caen en los agujeros negros supermasivos, considerando sólo los realmente masivos con alrededor de 100 millones de masas solares.
Luego, usando datos de una encuesta recientemente completada de la mitad del cielo del hemisferio norte, recopilada por el telescopio Pan-STARRS de 1,8 metros en Hawai durante un período de 3,5 años, buscaron "transitorios" — el nombre dado a los objetos que brillan un tiempo y luego se desvanecen. La intención era encontrar transitorios con la misma firma ligera que se esperaba de una estrella golpeando una superficie dura.
"Dada la velocidad de las estrellas que caen sobre los agujeros negros y la densidad numérica de los agujeros negros en el universo cercano, calculamos cuántos transitorios tales que Pan-STARRS debería haber detectado durante un período de operación de 3,5 años. Resulta que debería haber detectado más de 10 de ellos, si la teoría de la superficie dura es verdad ", dijo Lu en el comunicado.
En la impresión de este segundo artista, una enorme esfera en el centro de una galaxia se muestra después de que una estrella haya colisionado con ella. En este evento se generan enormes cantidades de calor y un aumento dramático en el brillo de la esfera. La falta de observación de tales bengalas desde el centro de las galaxias significa que este hipotético escenario está casi totalmente descartado Crédito de la imagen: Photo: Mark A. Garlick/CfA
Los investigadores no encontraron un solo transitorio que coincidiera con sus criterios.
Para mejorar su prueba, los investigadores ahora planean usar datos de un telescopio más grande — el Telescopio Sinóptico Grande de 8,4 metros de construcción en Chile. Una vez completado, ese telescopio ofrecería una sensibilidad mucho mayor que el de Pan-STARRS.
"Nuestro trabajo implica que algunos, y tal vez todos, los agujeros negros tienen horizontes de eventos y que el material realmente desaparece del universo observable cuando se jala en estos objetos exóticos, como hemos esperado durante décadas. La Relatividad General ha pasado otra prueba crítica ", dijo Narayan en el comunicado.
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