Hace cinco años, el 10 de abril de 2019, el Telescopio Horizonte de Sucesos, una matriz de radioobservatorios situados alrededor del mundo que convierten la Tierra en un radiotelescopio gigante, capturó algo increíble: la primera imagen de las profundidades huecas de un planeta negro. agujero. La imagen clara, casi simplista, proporciona la evidencia más sólida de que los agujeros negros realmente existen y que coinciden con lo que predijeron los físicos teóricos. Ahora, los astrónomos están intentando algo aún más surrealista: la primera película de un agujero negro, y podría parecer un libro animado.
Más de 400 científicos están colaborando ahora en la próxima generación del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT). Están tomando instantáneas del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Messier 87 (M87), que es el agujero negro del que tomaron esa imagen original hace cinco años, para ver cómo cambia con el tiempo. EHT se ha fijado el objetivo de realizar el vídeo para 2026. La película probablemente será una sinopsis de escenas tomadas durante dos meses.
La apariencia del agujero negro M87* cambia de una imagen a otra, tomadas con un año de diferencia. EHT publicó la observación del 11 de abril de 2017 dos años después, en 2019. EHT publicó la observación de 2018 (derecha) en enero de 2024. En un año terrestre, el pico más brillante del anillo se desplazó unos 30 grados, según EHT.
Si EHT tiene éxito en sus negociaciones actuales para financiar y reservar acceso global a los telescopios durante los meses óptimos de observación de marzo y abril, los investigadores que trabajan en el proyecto podrían convertir las imágenes tomadas cada tres días en una imagen en movimiento. “Nos queda medio año para convencer a todos de que podemos hacerlo”. Remo Tilanusprofesor de investigación de la Universidad de Arizona y director de operaciones de EHT, explica Inverso.
Vlogging sobre un agujero negro
EHT funciona convirtiendo la Tierra en un radiotelescopio gigante. Las instalaciones de EHT en todo el mundo actúan como partes de una lente. Cuando nuestro planeta gira sobre su eje, los telescopios cambian su posición con respecto al agujero negro, actuando como partes diferentes de esa lente.
Los científicos han vuelto a fijar sus ojos en M87*. El agujero negro era un candidato ideal para imagen, paulina liradice un profesor de astrofísica de la Universidad de Chile que no participó en el trabajo. Inverso. Ella estudia los agujeros negros supermasivos más poderosos, que, según ella, probablemente habrían sido demasiado brillantes para permitir que apareciera la sombra central.
M87* también es más robusto que los agujeros negros supermasivos más pequeños y dóciles, por lo que será ideal para un vídeo. El material orbita el agujero negro en el orden de días o semanas. Es un tiempo lo suficientemente lento para capturar una imagen fija, pero también lo suficientemente rápido como para que los científicos vean cambios durante 60 días.
Se trata de una escala de tiempo mucho más larga que la del otro objetivo importante del EHT, el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea llamado Sagitario A*. Nuestro monstruo vecino es mucho más pequeño, con muchas menos cosas a su alrededor que tardan solo unos minutos en orbitar.
Un vídeo de un agujero negro requerirá mejoras significativas tanto en la tecnología del EHT como en la cantidad de conjuntos involucrados. En lugar de los pocos días necesarios para tomar una imagen fija, grabar un vídeo de un agujero negro tardará unos 60 días, lo que supone un desafío mucho mayor, afirma Tilanus. Además de reservar las disposiciones adecuadas en los observatorios, un vídeo exige que el EHT observe en más longitudes de onda, lo que requiere mejoras en los telescopios. Grabar el vídeo también será más fácil a medida que más observatorios se unan al EHT. Cuanto más grande sea el conjunto y más longitudes de onda de radio se puedan recolectar, mayor será la calidad de las imágenes del agujero negro.
“Hemos completado un diseño inicial del [next generation] EHT se actualiza y ahora está obteniendo los fondos necesarios para construir el conjunto. Esperamos obtener películas de la gama mejorada en los próximos años”. Lindy Blackburn, astrónomo y científico de datos EHT en el Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian, cuenta Inverso vía correo electrónico.
Las actualizaciones permitirán al EHT reconstruir modelos de la dinámica del agujero negro a partir de datos existentes, y los nuevos telescopios durante los próximos años serán clave para hacer “películas de alta fidelidad que muestren la dinámica de entrada y salida cerca del límite de un agujero negro”. “, Dice Blackburn.
Un vídeo vale más que mil imágenes.
Lira, de la Universidad de Chile, dice que la imagen original del agujero negro superó con creces sus expectativas. Su impacto entre los científicos y su popularidad entre el público, dice, provino de su simplicidad: una sombra clara, no pixelada, de un agujero negro contra un anillo brillante. Los memes, como su favorito personal sobre el agujero negro en forma de rosquilla de Homero Simpson, resaltan el atractivo universal de lo visual.
El vídeo catapultaría el trabajo sobre agujeros negros. En el vídeo, los astrónomos dicen que podrían ver puntos brillantes, en el anillo de plasma supercaliente, cambiando a medida que orbitan el agujero negro M87*. Los astrofísicos podrían comprender mejor el chorro de M87*, que se extiende 5.000 años luz de largosin embargo, se origina en un agujero negro más pequeño que el tamaño del Sistema Solar.
Tilanus dice que un vídeo mostraría cómo un agujero negro ingiere y expulsa materia, cómo eso a su vez podría estar creando líneas de campo magnético que canalizan la materia hacia un chorro, y cómo ese fenómeno afecta la formación de estrellas en la galaxia o las detiene por completo. En un nivel más macro, el vídeo podría revelar cómo eran los primeros agujeros negros y cómo surgen los supermasivos que se esconden en la mayoría, si no en todas, las galaxias del universo.
El vídeo podría dar pistas sobre un importante debate sobre la evolución cósmica. Es una pregunta del tipo “la gallina o el huevo”: ¿los agujeros negros surgieron primero del gas y el polvo del universo primitivo y crecieron galaxias a su alrededor? ¿O se formaron primero las galaxias y luego crearon estos gigantescos agujeros negros en sus corazones?
Además, un vídeo también podría ayudar a los físicos teóricos a aprender en qué grado se ralentiza el tiempo si un objeto cayera en un agujero negro.
Chi Kwan Chanprofesor de investigación asociado en la Universidad de Arizona y científico de datos de EHT, dice Inverso que ya existen predicciones sobre la dilatación del tiempo de un agujero negro, dada la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. “Pero, a menos que puedas hacer un experimento, en realidad no está confirmado. En realidad no es ciencia. Uno de los mayores aportes para el EHT [work] Lo que se avecina es realmente confirmar estas predicciones teóricas”, dice Chan.
La teoría de la relatividad general de Einstein dice que el tiempo es una dimensión del universo: el tiempo puede cambiar; no es absoluto. Esto contrasta con la visión newtoniana de la física, donde el tiempo y el espacio están en segundo plano. Einstein predijo que una masa extrema podría modificar el tiempo.
Se puede considerar el espacio-tiempo como una superficie elástica, que se estira si se coloca un peso sobre ella. Del mismo modo, un objeto masivo como un agujero negro estirará el espacio-tiempo y, por tanto, ralentizará el tiempo.
La velocidad con la que se mueve el material en un agujero negro depende de la curvatura del espacio-tiempo, afirma Chan. Cuanto más curvada, más distorsionada quedará. Sólo un vídeo podría dar una idea de este fenómeno.
Un vídeo permitiría a los físicos teóricos mapear la dilatación del tiempo. Una imagen de un agujero negro, por espectacular que sea, carece de información dependiente del tiempo.
Los datos de dilatación del tiempo en una película serían una gran victoria para los físicos teóricos porque los agujeros negros son sistemas complicados y la mayor parte del trabajo actual sobre agujeros negros se realiza en supercomputadoras y simulaciones.
Si la humanidad logra esta increíble hazaña, los físicos darán un paso importante hacia la comprensión del entorno caótico de un agujero negro. “La primera vez que escuché sobre el proyecto y sus objetivos, me pareció increíblemente desafiante, casi inalcanzable”, dice Blackburn. “Ese también es un lugar muy divertido para estar”.
2024-04-10 10:00:25
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