Todos estos agujeros negros proyectan sombras oscuras que varían en tamaño, pero solo aquellos que caen dentro de la banda gris se alinean con las medidas de 2017 M87 *, y en esta foto, el que se muestra en rojo en la parte inferior es demasiado pequeño para ser viable. modelo para el M87 *. Fuente: Prashant Kocherlakota, Luciano Rezzolla (Universidad Goethe de Frankfurt y colaboración EHT / Fiks Film 2021)
Como señaló por primera vez el astrónomo alemán Karl Schwarzschild, los agujeros negros doblan el espacio-tiempo en un grado extremo debido a su inusual concentración de masa y calientan la materia en su vecindad para que brillen. El físico neozelandés Roy Kerr ha demostrado que la rotación puede cambiar el tamaño de un agujero negro y la geometría de su entorno. El “borde” de un agujero negro se llama horizonte de sucesos, el límite alrededor de la concentración de masa más allá del cual la luz y la materia no pueden escapar y que hace que el agujero negro sea negro. La teoría predice que los agujeros negros pueden describirse mediante varias propiedades: masa, espín y varias cargas posibles.
Además de los agujeros negros predichos por la relatividad general de Einstein, se pueden considerar los de los modelos inspirados en la teoría de cuerdas que describen la materia y todas las partículas como modos de pequeñas cuerdas vibrantes. Las teorías de los agujeros negros inspiradas en cuerdas predicen la existencia de un campo adicional en la descripción de la física fundamental, lo que lleva a cambios observables en el tamaño de los agujeros negros, así como en la curvatura de sus alrededores.
Los físicos Dr. Prashant Kocherlakota y el profesor Luciano Rezzolla del Instituto de Física Teórica de la Universidad Goethe en Frankfurt investigaron por primera vez cómo las diferentes teorías encajan con los datos de observación del agujero negro M87 * en el centro de la imagen galaxia Messier 87 M87 *, tomada en 2019 por la colaboración internacional Event Horizon The Telescope (EHT) fue la primera evidencia experimental de la existencia real de agujeros negros después de medir ondas gravitacionales en 2015.
El resultado de esta investigación: los datos de M87 * están en perfecto acuerdo con las teorías basadas en Einstein y, hasta cierto punto, con las teorías basadas en cuerdas. El Dr. Prashant Kocherlakota explica: “Gracias a los datos capturados por la colaboración EHT, ahora podemos probar varias teorías físicas con imágenes de agujeros negros. Actualmente, no podemos rechazar estas teorías al describir el tamaño de la sombra de M87 *, pero nuestros cálculos limitan el rango de validez de estos modelos de agujeros negros. “
El profesor Luciano Rezzolla dice: “Para nosotros, los físicos teóricos, la idea de los agujeros negros es al mismo tiempo una fuente de ansiedad e inspiración. Si bien todavía estamos lidiando con algunas de las consecuencias de los agujeros negros, como el horizonte de eventos o la singularidad, parece que siempre estamos ansiosos por buscar nuevas soluciones a los agujeros negros en otras teorías. Por lo tanto, es muy importante obtener resultados como los nuestros que determinen qué es probable y qué no. Este fue un primer paso importante y nuestras limitaciones serán revisadas como nuevas observaciones. “
Como parte de la colaboración del Event Horizon Telescope, los telescopios de todo el mundo están conectados entre sí para formar un telescopio gigante virtual con un plato del tamaño de la Tierra. Con la precisión de este telescopio, se podía leer un periódico de Nueva York desde un café callejero de Berlín.
Proporcionado por la Universidad Goethe de Frankfurt am Main