Ondas gravitatorias de agujeros negros agonizantes revelan nuevos secretos

Imagen artística del agujero negro supermasivo Sagitario A que, según los astrónomos, reside en el centro de la Vía Láctea / http://www.wikipedia.org

Los agujeros negros son regiones del espacio-tiempo donde la gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar y muchos de los que viven en solitario, ni siquiera son capaces de emitir radiación. Sin embargo, los agujeros negros que se deforman producto del choque con otros agujeros o con estrellas, sí que son capaces de emitir un nuevo tipo de radiación llamada ondas de gravedad, las cuales son muy difíciles de detectar y que Albert Einstein predijo hace ya más de un siglo.

En los últimos años, se han construidos varios interferómetros láser que miden varios kilómetros de longitud y que han sido construidos en Estados Unidos, Europa, Japón e India, con la finalidad de detectar tan esquivas ondas que provienen de las colisiones de agujeros negros y otros eventos cósmicos. Dichos interferómetros son tan sensibles a las ondas de gravedad que pueden ser comparados con los micrófonos que se utilizan para detectar ondas de sonido.

Hay que hacer notar que dos agujeros negros orbitando uno alrededor de otro emiten ondas de gravedad y al mismo tiempo pierden energía; eventualmente llegan a chocar para producir un agujero negro más grande que inicialmente está altamente deformado. Ahora bien: las ondas de gravedad de un agujero negro deformado florecen no solamente en un solo tono sino en varios, y es un fenómeno que podría ser equiparado  con los tonos que produce una campana, los cuales agonizan y pierden fuerza luego de ser propagados por el medio ambiente (en el caso de las ondas de los agujeros negros, a través del espacio).

Pero ahora, científicos de la Universidad de Cardiff han descubierto una nueva propiedad de los agujeros negros: que sus tonos podrían revelar el “crash” cósmico que los producen.

En este sentido, la frecuencia y la velocidad en que cada tono decae, depende solamente de dos parámetros que caracterizan a un agujero negro: su masa y con qué tanta rapidez gira.

Imagen aérea del Observatorio por Interferometría Láser en Hanford Estados, Unidos / http://www.sciencedaily.com

Y  lo que hicieron Ionnis Kamaretsos, Mark Hannam y B. Sathyaprakash de la Universidad de Cardiff fue realizar un gran número de simulaciones por computadora de un par de agujeros negros que chocaban, encontrando que estos diferentes tonos nos dicen muchas otras cosas. Y como lo explica Kamaretsos: “comparando la fuerza de los diferentes tonos, es posible no solamente aprender sobre las propiedades del gran agujero negro que se forma, sino también sobre las propiedades de los dos agujeros negros que tomaron parte en el choque”. También apunta: “es excitante poder observar cómo los los detalles de la colisión emergen y están impresos en las ondas del agujero negro final. Y si la teoría General de la Relatividad es correcta, podremos ser capaces de poner en claro de una vez por todas cómo los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias le han dado forma a la evolución galáctica”.

Por otro lado, Mark Hannam, otro de los investigadores, ha dicho que “nunca imaginamos que sería posible pesar dos agujeros negros después de haber colisionado y emergido. Incluso podríamos utilizar estos resultados para probar la Teoría General de la Relatividad de Einstein, ya que podríamos comparar las ondas que observamos de los dos agujeros negros que colisionaron con aquellas ondas que produce el agujero final, y poder revisar así si son consistentes”.

También opina al respecto el profesor B. Sathyaprakash: “Es bastante notable. Como en cualquier investigación nueva, nuestro descubrimiento abre interrogantes como por ejemplo: ¿Con qué precisión podemos medir los parámetros del sistema binario progenitor?”

En definitiva, esta investigación abre un nuevo camino para el estudio de las propiedades del sistema binario de hoyos negros que produjeron el agujero negro final. Sistema binario que, desafortunadamente, ya no es visible para un detector de ondas gravitatorias. En este sentido, los futuros detectores de estas ondas deben de ser capaces de estudiar agujeros negros mucho más grandes y pesados de lo que hasta ahora ha sido posible.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia:  The Daily Galaxy.

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