Incluso los agujeros negros, por extraños y poderosos que parezcan, tienen que cumplir con algunas leyes de la física. El primero, propuesto por Stephen Hawking en 1971, afirma que el horizonte de sucesos, el límite en el que nada puede escapar de la ira de un agujero negro, nunca se encoge con el tiempo.
Casi 50 años después de que el físico británico predijera este comportamiento a partir de cálculos matemáticos, y tres años después de su muerte, científicos de Estados Unidos confirmaron que tenía razón. El descubrimiento se realizó al observar el «eco» creado por la fusión de dos agujeros negros.
«Fue un alivio ver que nuestros resultados son consistentes con el modelo que esperamos y confirman nuestra comprensión de las fusiones complejas de agujeros negros», dijo Maximiliano Essi, uno de los autores del estudio, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). .
El descubrimiento fue publicado esta semana en la revista científica Physical Review Letters.
Además del Instituto de Tecnología de Massachusetts, en el estudio participaron científicos de las Universidades de Stony Brook y Cornell y del Instituto de Tecnología de California (Instituto de Tecnología de California) en Estados Unidos, y analizaron las ondas gravitacionales, una especie de eco dejado objetos y fenómenos del universo. .
Más precisamente, los científicos analizaron más de cerca los datos de GW150914, la primera onda gravitacional detectada por Ligo (Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser) en 2015.
Esta señal, específicamente, fue producida por dos agujeros negros que chocaron y generaron otros nuevos, junto con una cantidad masiva de energía que se extendió a través del tejido del espacio-tiempo en forma de ondas gravitacionales. Analizar aspectos de estas ondas, como su longitud e intensidad, nos permite comprender mejor el objeto que las creó.
Las ondas gravitacionales se propagan por fenómenos supermasivos o liberan energía, como la colisión de dos agujeros negros.
Foto: R.Hurt / Caltech-JPL
Si la teoría de Hawking es correcta, entonces el horizonte de eventos de este nuevo agujero negro no puede ser menor que el área total del borde de los dos agujeros negros anteriores. Para probar la idea, los científicos analizaron los datos de la onda GW150914 antes y después de la colisión cósmica.
El resultado: el área total del horizonte de eventos del nuevo agujero negro no se redujo después de la colisión. Al contrario, ha aumentado. Anteriormente, la suma de los bordes de los dos agujeros negros era de unos 235 mil kilómetros cuadrados. Después de la fusión, esta área cubrió alrededor de 367 mil kilómetros cuadrados.
En otras palabras, la predicción de Hawking, basada en modelos matemáticos, fue correcta. Suena obvio, pero la teoría también sugiere que los agujeros negros no solo absorben energía, sino que también emiten energía, lo que explica la idea de que sus bordes nunca se encogen. Recientemente, un mini agujero negro El generador alternativo también confirmó esta teoría de Stephen. HawkingSe consolidó en 1974.
El modelo de Hawking condujo a una serie de otros descubrimientos en la década de 1970 sobre cómo funcionan los agujeros negros, y guían nuestra comprensión de estas cosas hasta el día de hoy.
Esta es la primera vez que la observación directa confirma la teoría del área de Hawking, que ya ha sido probada matemáticamente pero aún no se ha observado en la naturaleza. Sin embargo, los estudiosos advierten que incluso esta ley puede tener excepciones.
«Es posible que haya un zoológico de diferentes objetos compactos, y mientras algunos son agujeros negros que siguen las leyes de Einstein y Hawking, otros pueden ser monstruos ligeramente diferentes», explicó Issey.
El plan ahora es continuar monitoreando los agujeros negros en el espacio para ver si la Ley de Hawking todavía se aplica a todos ellos. El astrónomo agregó: «No es como si hicieras esta prueba una vez y se acabó. Lo haces una vez, y eso es solo el comienzo».
A Thiago Signorini Gonçalves, profesor del Observatorio Valongo, de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) y Inclinación columnistaEste descubrimiento es otro avance en el complejo estudio de los agujeros negros, que a su vez podría enseñarnos más sobre cómo funciona todo el universo.
“Las funciones físicas de los agujeros negros es algo difícil de estudiar. Es una región muy pequeña, con procesos muy complejos, que mezcla la relatividad general y la mecánica cuántica. La ventana que se ha abierto con ondas gravitacionales nos permite estudiar estos procesos en detalles, con evidencia que antes era imposible. Espero ver más resultados similares en el futuro cercano «.
