Hace cinco años, el 10 de abril de 2019, el Event Horizon Telescope (un conjunto de radioobservatorios alrededor del mundo que convierte la Tierra en un radiotelescopio gigante) capturó algo increíble: la primera imagen de las profundidades huecas de un planeta negro. ranura. La imagen clara, casi simplista, proporciona la evidencia más sólida de que los agujeros negros realmente existen y que coincide con lo que los físicos teóricos han predicho. 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 el Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT) de próxima generación. Están tomando instantáneas del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Messier 87 (M87), 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 producir el vídeo para 2026. La película probablemente será un resumen de escenas capturadas en el transcurso de dos meses.
La apariencia del agujero negro M87* cambia de una imagen a otra, con un intervalo de un año. El EHT publicó la observación del 11 de abril de 2017 dos años después, en 2019. El EHT publicó la observación de 2018 (derecha) en enero de 2024. En un año terrestre, el pico más alto del anillo se movió unos 30 grados, según el EHT.
Si el EHT tiene éxito en sus negociaciones actuales para financiar y reservar el acceso al Telescopio Global durante los meses ideales 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. «Tenemos medio año para convencer a todos de que podemos hacerlo». Remo Telanosdice el profesor de investigación de la Universidad de Arizona y director de operaciones del EHT inverso.
Notación de agujero negro
El EHT funciona convirtiendo la Tierra en un radiotelescopio gigante. Las instalaciones de EHT en todo el mundo funcionan como partes de la lente. A medida que nuestro planeta gira sobre su eje, los telescopios cambian su posición relativa al agujero negro, actuando como partes diferentes de esa lente.
Los científicos han vuelto a fijar sus ojos en M87*. El agujero negro fue el filtro moderado de la 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 sean demasiado brillantes para permitir que aparezca una sombra central.
M87* también es más poderoso que los agujeros negros más pequeños y masivos, por lo que sería ideal para grabar videos. La materia orbita alrededor del agujero negro en el transcurso de días o semanas. Esto es lo suficientemente lento como para capturar una imagen fija, pero también lo suficientemente rápido como para que los científicos puedan ver los cambios en el transcurso de 60 días.
Se trata de una escala de tiempo mucho más larga que la del otro objetivo principal del EHT, el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea llamado Sagitario A*. El monstruo en el que vivimos es mucho más pequeño y orbita alrededor de muchos menos objetos que tardan sólo unos minutos en girar.
Un vídeo de un agujero negro requeriría mejoras significativas tanto en la tecnología EHT como en la cantidad de conjuntos involucrados. En lugar de los pocos días necesarios para tomar una imagen fija, grabar un vídeo del agujero negro llevaría unos 60 días, lo cual es mucho más difícil, afirma Telanos. Además de reservar las disposiciones correctas en los observatorios, el vídeo requiere EHT para la observación en longitudes de onda más largas, lo que requiere mejoras en los telescopios. La captura de vídeo también será más fácil a medida que más observatorios se unan al EHT. Cuanto mayor sea el conjunto y mayor sea el número de longitudes de onda de radio que se puedan recopilar, mayor será la calidad de las imágenes del agujero negro.
“Hemos terminado el diseño inicial de [next generation] EHT se está actualizando y ahora proporciona fondos para construir el conjunto. Esperamos tener películas de la colección mejorada en los próximos años. Lindy Blackburn, astrónomo y científico de datos EHT en el Centro de Astrofísica | Dice Harvard y Smithsonian inverso Por correo electrónico.
Las actualizaciones permitirán al EHT reconstruir modelos de la dinámica de los agujeros negros a partir de datos existentes, y los nuevos telescopios en los próximos años serán clave para hacer “películas de alta resolución que muestren la dinámica del flujo hacia adentro y hacia afuera cerca del límite del agujero negro”. ”, dice Blackburn.
Un vídeo vale más que mil fotos.
La imagen original del agujero negro superó con creces sus expectativas, dice Lira de la Universidad de Chile. Ella dice que su influencia entre los científicos y su popularidad entre el público se debe a su simplicidad: una sombra clara e indivisa de un agujero negro contra un anillo brillante. Los memes, como su favorito personal sobre el agujero negro con forma de rosquilla de Homero Simpson, resaltan el atractivo universal de lo visual.
El vídeo estimularía la acción del agujero negro. En el vídeo, los astrónomos dicen que pueden ver puntos brillantes en el anillo de plasma ultracaliente que cambian a medida que orbita el agujero negro M87*. Los astrofísicos pueden comprender mejor el flujo de salida de M87*, que se extiende hacia afuera Su longitud es de 5000 años luz.Sin embargo, se origina en un agujero negro más pequeño que el tamaño del sistema solar.
Telanos dice que un video mostrará cómo el agujero negro traga materia y la arroja, cómo eso a su vez puede crear líneas de campo magnético que dirigen la materia hacia el flujo y cómo el fenómeno afecta la formación de estrellas en la galaxia o la detiene por completo. A un nivel más amplio, el vídeo podría revelar cómo eran los primeros agujeros negros y cómo se formaron los agujeros negros supermasivos que se encuentran en la mayoría, si no en todas, las galaxias del universo.
El vídeo podría proporcionar pistas para un importante debate sobre la evolución cósmica. Es una pregunta del tipo «la gallina o el huevo»: ¿los agujeros negros surgieron por primera vez del gas y el polvo en el universo primitivo, y crecieron galaxias a su alrededor? ¿O las galaxias se formaron primero y luego crearon estos agujeros negros gigantes en sus corazones?
Además, el vídeo también podría ayudar a los físicos teóricos a determinar cuánto tiempo se ralentizaría si un objeto cayera en un agujero negro.
Chi Kuan Chan”, dice un profesor de investigación asociado de la Universidad de Arizona y científico de datos de EHT. inverso Ya existen predicciones sobre la dilatación del tiempo de los agujeros negros, a la luz de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. «Pero, a menos que puedas hacer un experimento, nunca se confirma realmente. No es realmente ciencia. Una de las mayores contribuciones del EHT [work] «Lo que está sucediendo es en realidad una confirmación de 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 quedan en un segundo plano. Einstein predijo que una masa extrema podría cambiar el tiempo.
Se puede considerar el espacio-tiempo como una superficie elástica, que se expandirá si se le aplica un peso. Del mismo modo, los objetos masivos como un agujero negro estirarán el espacio-tiempo, ralentizándolo así.
Chan dice que la velocidad a la que se mueve la materia en un agujero negro depende de la curvatura del espacio-tiempo. Cuanto más se dobla, más se distorsiona. Sólo un vídeo puede dar una idea de este fenómeno.
El vídeo permitirá a los físicos teóricos mapear la dilatación del tiempo. La imagen del agujero negro, por impresionante que sea, carece de información dependiente del tiempo.
Los datos de dilatación del tiempo que aparecen en la película serían una gran victoria para los físicos teóricos, porque los agujeros negros son sistemas complejos y la mayor parte del trabajo actual sobre agujeros negros se realiza en supercomputadoras y simulaciones.
Si la humanidad logra esta asombrosa 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 un desafío fantástico que era casi imposible de lograr», dice Blackburn. “Este también es un lugar muy interesante”.