Los astrónomos están un paso más cerca de demostrar que existen los horizontes de eventos alrededor de los agujeros negros.

La llamada prueba de la “superficie dura” es el último experimento que apoya con éxito la teoría de la relatividad general de Einstein.

La mayoría de los científicos están de acuerdo en que un agujero negro, el vacío cósmico del que nada puede escapar, está rodeado por lo que se conoce como horizonte de sucesos. Si la materia o la energía se acercan demasiado, la increíble gravedad de los agujeros negros hace que se destruyan. Leer más: ¿Qué son los agujeros negros? DyN Noticias explica

Sin embargo, a pesar de la creencia generalizada de que la existencia de horizontes de eventos, predicha como resultado del modelo espacio-temporal de Albert Einstein en su Teoría General de la Relatividad, aún no ha sido probada.

Un agujero negro se forma cuando ninguna otra fuerza puede soportar la gravedad y todo colapsa. La teoría de la relatividad de Einstein sugiere que la masa resultante debe estar cerrada en un horizonte de eventos, a través del cual la materia, la energía y la luz pueden penetrar, pero no puede salir nada. Se dice que el tamaño de tal horizonte de eventos es proporcional a la masa de un agujero negro. La prueba de la existencia de horizontes de eventos proporcionaría un apoyo crucial para la relatividad general de Einstein, sin embargo, tales horizontes de eventos suelen ser demasiado pequeños para que nuestros telescopios los resuelvan.

Para probar esto, los astrónomos de la Universidad de Texas en Austin y la Universidad de Harvard diseñaron lo que llamaron el experimento de “superficie dura”.

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Se dice que cada galaxia de cierto tamaño contiene un objeto masivo en su corazón. Leer más: ¿Qué es la teoría de la relatividad de Einstein?

Algunos teóricos creen que se trata de un agujero negro supermasivo, mientras que otros, utilizando una versión modificada de la teoría de la gravedad de Einstein, sugieren que tal objeto masivo central, o CMO, podría consistir en un objeto, lo que logró evitar el colapso gravitacional una singularidad rodeado de un horizonte de acontecimientos.

Si bien la singularidad del horizonte de eventos en sí no tiene superficie, si este objeto colapsado existe y la teoría es cierta, tendría una superficie dura. Por lo tanto, cualquier material que sea atraído hacia él no caerá en un agujero negro, sino que tocará esta superficie y será destruido.

Para determinar cuál de estas teorías es correcta, Pawan Kumar, profesor de astrofísica en la Universidad de Texas en Austin, junto con su estudiante graduado Wenbin Lu, y Ramesh Narayan, teórico del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, desarrolló “Surface . “prueba utilizando cálculos y observaciones de telescopios de archivo.

“Nuestra razón no es tanto para establecer que hay una superficie dura”, dijo Kumar, “sino para empujar la frontera del conocimiento y encontrar evidencia concreta de que hay un horizonte de eventos alrededor de los agujeros negros”.

Si una OCM tuviera una superficie dura, el impacto de la materia en esa superficie sería visible en los registros históricos; el gas de la estrella envolvería el objeto, brillando durante meses, tal vez incluso años. Utilizando esto como guía, el equipo estimó la velocidad a la que las estrellas caerían en agujeros negros supermasivos. Leer más: Stephen Hawking: Los agujeros negros “no son prisiones eternas” y podríamos deshacernos de ellos

“Casi todas las galaxias tienen una”, dijo Lu. “Solo hemos considerado las más masivas, que pesan alrededor de 100 millones de masas solares o más. Hay alrededor de un millón en unos pocos miles de millones de años luz de la Tierra”.

Esto les dio una frecuencia a la que la luz brillante predicha por la teoría de la “superficie dura” debería haberse visto durante el reciente estudio Pan-STARRS, que utilizó el telescopio de 1.8 metros de Hawái para analizar la mitad del cielo en el hemisferio norte. Durante el estudio, el telescopio escaneó repetidamente el área durante 3,5 años en busca de “transitorios”: objetos que brillaron durante un tiempo antes de desaparecer. El objetivo del profesor Kumar y su equipo era localizar transitorios en esta grabación que tenían la ligera firma esperada de una estrella cayendo sobre un objeto supermasivo y golpeando una superficie dura.

“Dada la tasa de estrellas que caen sobre los agujeros negros y la densidad del número de agujeros negros en el Universo cercano, calculamos cuántos transitorios Pan-STARRS deberían haberse detectado en un período de operación de 3,5 años. Parece que debería haber detectado más de 10 de ellos si la teoría de la superficie dura es cierta “, dijo Lu.

No encontraron ninguno.

“Nuestro trabajo implica el hecho de que algunos agujeros negros, y tal vez todos ellos, tienen horizontes de eventos y que el material incluso desaparece del universo observable cuando es atraído hacia estos objetos exóticos, como hemos esperado durante décadas”, agregó Narayan. . “La relatividad general ha pasado otra prueba crítica”.

Ahora, el equipo propone mejorar la prueba con un telescopio aún más grande: el telescopio de vigilancia sinóptica de 8,4 metros (LSST, ahora en construcción en Chile). Al igual que Pan-STARRS, LSST realizará repetidos estudios del cielo a lo largo del tiempo, revelando transitorios, pero con mucha mayor sensibilidad. Aunque todavía no prueba la existencia de agujeros negros, en cierto modo excluye las teorías contradictorias, lo que lleva la teoría original de Einstein un paso más cerca de la realidad.

El estudio fue publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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