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jueves, 25 de mayo de 2017

Actualidad sobre agujeros negros

Noticias variadas sobre física observacional en agujeros negros.

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En días recientes se han publicado varios resultados sobre física de los agujeros negros.
El primero de ellos proviene del Instituto Tata de Investigación Fundamental de India. Un grupo de físicos teóricos proponen un sistema para distinguir las singularidades desnudas de los agujeros negros que sólo muestran el horizonte de sucesos.
Normalmente se dice que, según la Relatividad General (RG), los agujeros negros no tienen pelos porque sólo la masa, momento angular y carga eléctrica definen a cualquier agujero negro. Pero confirmar experimentalmente esta afirmación es muy complicado.
Además, como todos sabemos, la RG predice que en el centro de un agujero negro habría un punto de curvatura y densidad infinita en donde la Física se rompería al que se denomina singularidad. Aunque hay que matizar que la Gravedad Cuantica posiblemente elimine estos infinitos y sólo haya un lugar con una densidad increíblemente alta. Los “males” de las singularidades quedarían ocultos porque no habría singularidades desnudas, sino que estas estarían siempre ocultas detrás del horizonte de sucesos. Pero trabajos ya bastante antiguos indican que, para ciertos agujeros negros, como los que tienen una alta rotación, esta singularidad sí que se vería desde el exterior. La cuestión es cómo distinguir observacionalmente un caso del otro.
Según la RG el espacio-tiempo cercano a un objeto en rotación tiene que estar retorcido y tiene que provocar una especie de precesión en los giróscopos. Así que, según estos físicos, sería fácil para un astronauta en órbita medir este efecto. Si el astronauta orbita un agujero negro entonces habría dos posibilidades: la precesión en la frecuencia del giróscopo cambia en una cantidad arbitrariamente grande o bien esta cambia sólo en una pequeña cantidad y de una manera regular y sólo lo haría del modo anterior en el ecuador. En el primer caso se trataría de un agujero negro cubierto por su horizonte de sucesos que no enseña su singularidad y en el segundo se trataría de una singularidad desnuda.
Pero lanzar un astronauta hasta un agujero negro está fuera de nuestro alcance, así que este grupo está buscando un método alternativo basado en medidas de rayos-X emitidos por la materia que cae en el agujero negro.
Otro estudio distinto parece que lo tiene mejor en el asunto experimental, pues, según dicho estudio, los datos de LIGO permitirían saber si los agujeros negros tienen o no tienen pelos.
Un grupo de investigadores norteamericano ha calculado que la información de agujeros negros peludos puede extraerse gracias a la observación de las ondas gravitacionales que emite justo en el choque de una agujero negro con otro. Ya hemos visto que este tipo de sucesos sí se producen y pueden registrarse gracias a LIGO.
El nuevo agujero negro que surge de este tipo de colisiones es una esfera distorsionada que cambia de forma hasta que se estabiliza, tiempo durante el cual se emite gran cantidad de intensas ondas gravitacionales. Estas ondas proporcionan información de la masa, momento angular y carga del agujero negro. Cualquier desviación sobre los valores esperados sería un indicador de que los agujeros negros tienen pelos, algo plausible si los fenómenos cuánticos de la gravedad existen, por ejemplo.
De momento, los datos existentes de LIGO sobre estos eventos son demasiado ruidosos como para dar una respuesta definitiva, pero la reciente actualización de este y otros observatorios de ondas gravitacionales y la acumulación de muestra estadística de muchos casos resolverán estas dudas.
La tercera noticia es más bien un rumor. Desde hace un tiempo se trabaja en el Event Horizon Telescope. Un sistema coordinado de varios radiotelescopios terrestres en la gama milimétrica que trabajando al unísono tendría una apertura del diámetro terrestre, lo que incrementaría mucho su resolución.
Este sistema sería capaz de resolver el horizonte de sucesos del agujero negro supermasivo que hay en el centro de nuestra galaxia: Sagitario A* (Sgr A*). Es decir, podremos contar con la imagen de un agujero negro. Este tipo de agujero negros, a diferencia de los pequeños horizontes de los agujeros negros estelares, tiene tanta masa que el tamaño de su horizonte es colosal, para el caso de Sgr A* su masa es de 4 millones de soles. Aun así, sería como tratar de ver una rosquilla sobre la Luna, pues mide sólo 150 UA de ancho y está 36000 años luz de nosotros, por lo que se necesitaría 1000 veces el poder de resolución del Hubble.
La tarea se facilita porque el propio campo gravitatorio del agujero negro funcionaría como una lente ampliando la imagen.
Hay agujeros negros más masivos, como el de M87 que pesa 6000 millones de soles. Así que si hay éxito con Sgr A* se intentará también con M87*.
Los radiotelescopios de la gama milimétrica implicados en este proyecto han estado ya trabajando en esta tarea en espera de buenas condiciones meteorológicas, algo no tan sencillo cuando se requiere que se den en ocho localizaciones distintas a la vez.
El horizonte de suceso sería negro y, por tanto, no visualizable, si no fuera porque su forma quedaría revelada por el disco de acreción que lo rodea, que estaría compuesto por el plasma de las estrellas que caen en él. Este plasma emite luz que se podría ver con el Event Horizon Telescope. El disco tendría una forma similar a los anillos de Saturno, pero no verían así, sino que la distorsión del espacio-tiempo permitiría ver el otro lado del disco, tal y como se muestra en la película “Interestelar”, como en la imagen de cabecera.
Pues bien, el rumor es que ha habido suerte y ya cuentan con esa imagen. Imagen que todavía nadie podemos ver, a la espera, presumiblemente, de que salga publicada el artículo correspondiente.
Así que, si esto es cierto, hay personas que ya pueden contemplar el horizonte de sucesos y el disco de acreción que rodea a Sgr A*.
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