Teoría de la relatividad es demostrada de modo práctico. Einstein estaba en lo cierto (otra vez)

Al analizar la extraordinaria fuerza de gravedad del gigantesco agujero negro en el centro de la Vía Láctea en una estrella cercana, los astrónomos han demostrado que las ideas de Einstein sobre el espacio y el tiempo siguen siendo válidas como la mejor descripción hasta la fecha de cómo funciona la gravedad. De acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad resulta de cómo las masas deforman el espacio y el tiempo. Cuanto mayor es la masa de un objeto, más fuerte es su fuerza gravitacional.

Teoría de la relatividad

Los científicos han probado en gran medida las predicciones de la relatividad general en campos gravitacionales relativamente débiles, como los de la Tierra y el sistema solar. En presencia de campos gravitatorios mucho más fuertes, como los de los agujeros negros supermasivos que se cree que acechan en los corazones de prácticamente todas las grandes galaxias, los investigadores podrían descubrir violaciones de la relatividad general que podrían conducir a nuevas teorías que podrían ayudar a explicar misterios cósmicos como la materia oscura y la energía oscura.

Einstein tiene razón, al menos por ahora, dijo Andrea Ghez; coautora de la investigación y profesora de astronomía e investigación de la Universidad de California en Los Ángeles. En un comunicado. Nuestras observaciones son consistentes con la teoría de la relatividad general de Einstein.

La teoría muestra vulnerabilidad

Sin embargo, su teoría definitivamente muestra vulnerabilidad. No puede explicar completamente la gravedad dentro de un agujero negro. Y en algún momento tendremos que ir más allá de la teoría de Einstein a una teoría de la gravedad más completa; que explique mejor lo que es un agujero negro.

En el nuevo estudio, los astrónomos investigaron el agujero negro supermasivo Sagitario A*, a menudo abreviado Sgr A*. Este gigante, ubicado en el núcleo de la Vía Láctea; tiene aproximadamente 4 millones de veces la masa del Sol. Y aproximadamente 14.6 millones de millas (23.6 millones de kilómetros) de diámetro.

Los científicos monitorearon la estrella S0-2 en 2018, cuando se acercó más a Sagitario A* durante su órbita de 16 años. La estrella se acercó tanto como a 120 unidades astronómicas (UA) del agujero negro. Una UA es la distancia promedio entre la Tierra y el Sol, aproximadamente 93 millones de millas (150 millones de kilómetros). Viajando a una velocidad de hasta un 2,7% de la velocidad de la luz.

Lograron rastrear la órbita completa

Usando el Observatorio Keck, el Observatorio Gemini y el Telescopio Subaru en Hawai, los astrónomos lograron rastrear la órbita completa de S0-2 en 3D. Combinaron estos datos con las mediciones que han realizado en los últimos 24 años.

Esta vez los científicos pudieron realizar una predicción de la teoría de la relatividad general, mayormente conocida como «corrimiento al rojo gravitacional». En donde la gravedad puede distorsionar la luz.

De la misma forma en que una sirena de ambulancia, suena más aguda para las personas a medida que el vehículo se dirige hacia ellas. Y más baja cuando se aleja, la luz que cae hacia un campo gravitatorio se desplaza hacia el extremo azul del espectro. Mientras que la luz que se escapa de un campo gravitatorio se enrojece, o se desplaza al rojo.

El inicio de una era

Estas mediciones señalan el inicio de una era en la que finalmente podemos probar la naturaleza de la gravedad. Uilizando las órbitas de las estrellas alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia. Esto se anticipó teóricamente, pero es realmente emocionante que finalmente podamos hacerlo. Dijo el autor principal del estudio, Tuan Do; astrofísico de la Universidad de California, Los Ángeles.

El desplazamiento al rojo que experimentó la gravedad extrema de Sagitario

El espectro de luz detectado a partir de S0-2, reveló que el desplazamiento al rojo que experimentó la gravedad extrema de Sagitario A*; fue consistente con la relatividad general. Fue «asombroso» ver que las predicciones de la teoría de la relatividad general funcionan. A pesar de que los agujeros negros, y mucho menos los agujeros negros supermasivos; ni siquiera se conocían cuando Einstein creó su teoría, agregó Do.

Esta investigación sobre S0-2 es la primera de muchas investigaciones de relatividad general que los científicos planean realizar sobre estrellas cerca de Sagitario A*. Uno de esos objetivos es S0-102, que tiene la órbita más corta entre las más de 3,000 estrellas cerca del agujero negro supermasivo. Demorando 11.5 años en rodearlo.