09/02/2023

Agujeros negros, regiones del espacio que apasionan a los expertos

 

Dentro de la investigación en Física los agujeros negros resultan de gran interés. Por lo anterior, tener espacios para discutir sus propiedades y comportamiento es esencial para la disciplina. Así es como en la Facultad se realizará un Coloquio de Física, organizado por Cepfis UdeC con el Dr. Julio Oliva como expositor, sobre “Agujeros negros en dimensiones diversas.”

Sobre este asunto, el Doctor en Ciencias Físicas, profesor Fernando Izaurieta señaló que una de las razones por la cual los agujeros negros cautivan a los expertos es que “son la clave de algunos de los misterios que aún no comprendemos. Los agujeros negros son el punto donde se logran unir dos pilares de la física: la Relatividad General y la Mecánica Cuántica. La primera es la física del espacio y el tiempo en gran escala, la segunda es la física de lo extremadamente pequeño.”

El estudio de estos fenómenos se desarrolla en base a las ecuaciones de Einstein, las cuales describen cómo se curva el tiempo y el espacio en presencia de la materia. El profesor explica que “estas ecuaciones predicen que al juntar un cúmulo de materia en una región muy pequeña se forma una región del espacio donde esta curvatura se sale de control; una región donde la fuerza de gravedad es tan intensa que ni los rayos de luz pueden salir de ahí. Al hacer los cálculos las ecuaciones predicen que esto tiene que pasar con estrellas muy grandes cuando mueren.”

Así también, el profesor comenta que dentro de los últimos avances en la investigación se evidencia que “ las ecuaciones de Einstein muestran que la geometría del espacio y el tiempo también vibra, se comporta de cierto modo como una membrana extremadamente tensa. Por ejemplo, cuando dos agujeros negros chocan y empiezan a girar cada vez más rápido hasta que someten el espacio y el tiempo a una tensión enorme y esto genera ondas en su geometría. Literalmente son violaciones al Teorema de Pitágoras que se propagan a la veracidad de la luz. Las ecuaciones de Einstein predicen un patrón muy preciso para este tipo de fenómeno. Hace unos meses atrás estas ondas gravitacionales fueron detectadas, ajustándose exactamente a lo predicho por la Relatividad General de Einstein para el choque de agujeros negros.”

En definitiva, los agujeros negros representan un foco de análisis importante para los académicos de la disciplina. En relación al futuro desarrollo en este estudio, el profesor Izaurieta dice que “aún no hemos podido observar el horizonte de sucesos de un agujero negro. No hemos visto aun un disco negro absorbiendo material alrededor del mismo. En el espacio, entre el agujero negro en el centro de la Vía Láctea y nosotros hay nubes de polvo que lo ocultan. Para poder ver este agujero negro se necesita poder observar rayos de luz que puedan atravesar esas nubes. Esa luz existe, pero corresponde a colores que no podemos percibir con ojos humanos. Pero sí podemos utilizar radiotelescopios para observar estos rayos de luz de longitudes de onda más largas, y descubrir lo que esconde el centro de nuestra galaxia.”

Para realizar el proceso de observación se requiere un telescopio de gran magnitud, sin embargo, el profesor dice que “lo que se puede hacer es juntar radiotelescopios en distintos extremos de la Tierra y después hacer un procedimiento análogo a la interferencia óptica pero en forma digital. Juntando estas imágenes puedes hacer la acción efectiva de un radiotelescopio inmenso.” Por lo anterior, el Dr. Izaurieta adelantó que el próximo año mediante esta técnica, se espera ver el horizonte de sucesos del agujero negro en el centro de nuestra galaxia gracias al proyecto Event Horizon Telescope, con estaciones en la Antártida, Chile, Hawai, España, México y Arizona.