La primera foto de un agujero negro está casi lista. Esto es lo que podría parecer

La primera foto de un agujero negro está casi lista. Esto es lo que podría parecer

(Jean-Pierre Luminet) La primera foto de un agujero negro está casi lista. Esto es lo que podría parecer El año nuevo está aqu

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La primera foto de un agujero negro está casi lista. Esto es lo que podría parecer

(Jean-Pierre Luminet)

La primera foto de un agujero negro está casi lista. Esto es lo que podría parecer

El año nuevo está aquí. Con ello, se nos ha prometido un momento espléndido en la astronomía. Durante años, el telescopio Event Horizon ha estado trabajando para traernos la primera fotografía telescópica del horizonte de eventos de un agujero negro.

De hecho, a pesar de toda su popularidad en la imaginación pública, nunca hemos visto un agujero negro . Y la razón para eso es ridículamente simple.

Los agujeros negros, ya ves, son literalmente invisibles. La fuerza de su gravedad es tan inmensa que, más allá de cierto punto, nada se escapa. Esto incluye la radiación electromagnética , como rayos X, infrarrojos, luz y ondas de radio, que nos permitirían detectar el objeto directamente.

Ese punto de no retorno se denomina horizonte de eventos y, aparte de ser una ubicación aterradora en la que nunca querrá encontrarse, también es nuestra clave para visualizar un agujero negro.

Si bien es posible que no podamos ver el agujero negro en sí, existe la posibilidad de que se pueda fotografiar su horizonte de eventos; y estamos muy cerca de ver los resultados gracias al  Event Horizon Telescope  (EHT), que se publicará en cualquier momento.

Pero mucho antes de la EHT, había un astrofísico llamado Jean-Pierre Luminet . Desde 1978, ya nos dio lo que podría considerarse como la primera imagen del horizonte de eventos de un agujero negro.

No es, por supuesto, una foto real. Luminet, cuyo historial era en matemáticas, usó su conjunto de habilidades para realizar la primera simulación por computadora del aspecto de un agujero negro para un observador, utilizando una computadora IBM 7040 con tarjeta perforada de la década de 1960 .

«En ese momento era un tema muy exótico, y la mayoría de los astrónomos no creían en su existencia», dijo Luminet a ScienceAlert.

«Quería explorar la extraña física de los agujeros negros y proponer mecanismos específicos que podrían ayudar a obtener firmas indirectas de su propia existencia. Además, para perseguir el juego de palabras, con mi nombre ‘Luminet’, me gustó mucho la idea de cómo no «Estrella luminosa puede dar lugar a fenómenos observables».

A qué datos devolvió la computadora, Luminet se trazó cuidadosamente a mano con un bolígrafo y tinta china en papel negativo, como si fuera una impresora humana.

Esa imagen borrosa, vista arriba, muestra cómo se vería un disco plano de material que cae en un agujero negro si estuviéramos lo suficientemente cerca como para verlo. No se ve plano, porque la gravedad intensa del agujero negro está doblando la luz a su alrededor.

«De hecho, el campo gravitatorio curva los rayos de luz cerca del agujero negro tanto que la parte posterior del disco se ‘revela'», explicó Luminet en un artículo publicado en arXiv  el año pasado.

«La curva de los rayos de luz también genera una imagen secundaria que nos permite ver el otro lado del disco de acreción, en el lado opuesto del agujero negro del observador».

Luminet fue el primero, pero no fue el único cautivado por el misterio de cómo podría ser un agujero negro. Otros han intentado visualizar estos objetos desde entonces, e incluso han puesto sus esfuerzos en la pantalla plateada.

La primera foto de un agujero negro está casi lista. Esto es lo que podría parecerGargantúa del agujero negro interestelar . (Paramount Pictures)

La película de 2014 de Christopher Nolan, Interstellar, fue alabada por su representación «científicamente precisa» de un agujero negro, basada en gran parte en el trabajo realizado por Luminet décadas antes, y creada en consulta con el físico teórico Kip Thorne de Caltech.

En última instancia, la película optó por una versión simplificada, para ser menos confusa y lucir bonita en la pantalla.

Fue ciertamente impresionante; pero, según Luminet y Thorne, no es realmente lo que sería un agujero negro.

Las imágenes primarias y secundarias creadas por el campo gravitatorio están presentes y son correctas. Pero, a diferencia de la imagen de Luminet, el brillo del disco es uniforme.

La primera foto de un agujero negro está casi lista. Esto es lo que podría parecerUna simulación de un agujero negro de un artículo de Thorne y sus colegas sobre las técnicas de CG utilizadas para desarrollar Gargantua. (James et al./Classical and Quantum Gravity)

«Es precisamente esta fuerte asimetría de luminosidad aparente», escribió Luminet , «que es la firma principal de un agujero negro, el único objeto celeste capaz de dar a las regiones internas de un disco de acreción una velocidad de rotación cercana a la velocidad de la luz. y para inducir un efecto Doppler muy fuerte «.

Escribió un documento de 15 páginas sobre la ciencia de la película, y el mismo Thorne escribió un libro  sobre el tema.

Puede notar que todas estas versiones de un agujero negro se ven muy diferentes de otro tipo de imagen de agujero negro que pueda haber visto, más famosa por el descubrimiento de LIGO en 2016 .

Estos se basan en el trabajo del astrofísico Alain Riazuelo , del Centro Nacional Francés para la Investigación Científica y la Unión Astronómica Internacional, quien simuló por primera vez un agujero negro de este tipo en 2016.

La razón por la que estos agujeros negros se ven diferentes es porque la ilustración muestra un agujero negro inactivo, uno sin un disco de acreción.

Desprovisto de ese sudario de polvo y gas, la gravedad del agujero negro deforma el espacio detrás de él; Si estuviéramos lo suficientemente cerca para ver el agujero negro de esta manera, estaríamos en movimiento, capturados por su gravedad en órbita. Es por esto que parece moverse a través del campo de las estrellas.

En el caso de dos agujeros negros juntos, como se ve en el video de LIGO, cada agujero negro tiene una pequeña imagen secundaria en forma de banana del otro agujero que aparece detrás de él. (La gravedad es limpia ).

El EHT se ha centrado en Sagittarius A *, el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

No sabemos lo que vamos a ver; Es posible que los datos solo devuelvan unos pocos píxeles borrosos. (Si ese es el caso, más telescopios se unirán a la colaboración, y los científicos lo intentarán de nuevo).

Dado que el agujero negro tenía un disco de acreción durante las observaciones, estamos anticipando algo que se parece mucho al trabajo de Luminet.

Además, esperamos que la colaboración nos ayude a comprender más sobre la polarización de la radiación, la estructura del campo magnético y los reactores relativistas del agujero negro. Ya ha dado pistas sobre la estructura del espacio alrededor del agujero negro .

Pero, ¿cuál es la parte más emocionante sobre el trabajo de la EHT? Estamos totalmente con Luminet en este caso.

«La foto del disco de acreción!» él dijo. Y apenas podemos esperar.

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