La fusión del monstruoso agujero negro demuestra que Einstein tiene razón (otra vez)
Los investigadores que estudian los efectos de la colisión masiva de un agujero negro pueden haber confirmado el fenómeno gravitacional predicho por Albert Einstein hace un siglo.
de acuerdo a Nueva investigación publicada hoy (Se abre en una nueva pestaña) (12 de octubre) en Nature, el fenómeno, conocido como precipitación y similar al movimiento tambaleante que a veces se ve en un trompo, ocurrió cuando dos antiguos agujeros negros Se aplastaron y se fusionaron en uno. Cuando los dos objetos masivos se acercaron, liberaron ondas masivas a través del tejido del espacio-tiempo conocidas como ondas gravitacionales, que estallaron a través del universo, alejando la energía y el momento angular de los agujeros negros fusionados.
Los científicos detectaron por primera vez estas ondas emitidas por agujeros negros en 2020 usando Interferómetro láser de onda gravitacional (LIGO) en Estados Unidos y sensores de ondas gravitacionales de Virgo en Italia. Ahora, después de años de estudiar patrones de ondas, los investigadores han confirmado que uno de los agujeros negros estaba girando como loco, en un grado nunca antes visto.
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El agujero negro giratorio estaba retorcido y giraba 10 mil millones de veces más rápido que cualquier otro observado anteriormente, distorsionando tanto el espacio y el tiempo que provocó que los agujeros negros se tambalearon, o se tambalearon, en sus órbitas.
Los investigadores observaron una presencia proactiva en todo, desde las puntas de los husillos hasta Sistemas estelares moribundos, pero nunca en objetos masivos como sistemas binarios de agujeros negros, donde la escoba cósmica gira alrededor de un centro común. Sin embargo, Einstein Teoría general de la relatividad Predijo hace más de 100 años que la precesión debería ocurrir en cosas tan grandes como los agujeros negros binarios. Ahora, dicen los autores del estudio, este raro fenómeno se ha observado en la naturaleza por primera vez.
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«Siempre hemos pensado que los agujeros negros binarios podrían hacer exactamente eso», dijo el autor principal del estudio, Mark Hannam, director del Instituto de Exploración de Gravedad de la Universidad de Cardiff en el Reino Unido. declaración (Se abre en una nueva pestaña). «Esperábamos un ejemplo desde los primeros descubrimientos de ondas gravitacionales. Tuvimos que esperar cinco años y más de 80 descubrimientos separados, ¡pero finalmente tenemos uno!»
Los agujeros negros en cuestión eran varias veces más grandes que los agujeros negros el solSe estima que el mayor de los dos tiene unas 40 masas solares. Los investigadores detectaron por primera vez los vientos del par binario en 2020, cuando LIGO y Virgo detectaron una explosión de ondas gravitacionales a partir de la supuesta colisión de dos agujeros negros. El equipo denominó esta colisión GW200129, por la fecha de su descubrimiento (29 de enero de 2020).
Desde entonces, otros científicos han estudiado detenidamente los datos iniciales de ondas gravitacionales, revelando extraños secretos sobre esta colisión épica. (Aunque los científicos solo tienen ondas gravitacionales para continuar y no tienen observaciones directas, no pueden determinar la ubicación exacta de los agujeros negros).
Por ejemplo, en mayo de 2022, un equipo de investigadores calculó que la fusión entre agujeros negros era a la vez voluminoso y desequilibradocon ondas gravitacionales emitidas por la colisión en una dirección, mientras que es probable que el agujero negro recién fusionado sea «expulsado» de su galaxia madre a más de 3 millones de millas por hora (4,8 millones de km/h) en la dirección opuesta.
Esta nueva investigación en la revista Nature sugiere que los dos agujeros negros tenían una relación caótica antes de su fusión violenta. A medida que los dos cuerpos gigantes se arrastraban entre sí en una órbita cada vez más cercana, comenzaron a balancearse como trompos hinchados, avanzando varias veces por segundo. Según los autores del estudio, se estima que este efecto previo es 10 mil millones de veces más rápido que cualquier otro efecto jamás medido.
Estos resultados validan a Einstein, quien predijo que tales efectos eran posibles en algunos de los objetos más grandes del universo. Pero los hallazgos también plantean la cuestión de si las fusiones de agujeros negros tambaleantes como esta son tan raras como se pensaba anteriormente.
«El agujero negro más grande en este binario, que era unas 40 veces más grande que el Sol, giraba tan rápido como era físicamente posible», dijo el coautor del estudio Charlie Hoy, investigador de la Universidad de Cardiff en el momento del estudio. Ahora en la Universidad de Portsmouth en el Reino Unido, «Nuestros modelos actuales de cómo se forman los binarios sugieren que este modelo era muy raro, quizás uno entre mil. O podría ser una señal de que nuestros modelos necesitan cambiar».
Publicado originalmente en Live Science.
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