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Astrofísicos prueban la teoría general de la relatividad cerca de Sagitario A*


En una prueba de la teoría general de la relatividad de Einstein cerca del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, un grupo internacional de astrofísicos ha demostrado que la teoría de Einstein se mantiene imbatible bajo condiciones extremas.

La relatividad general de Albert Einstein predice que una estrella, que pasa cerca de un agujero negro supermasivo, debería exhibir un efecto conocido como desplazamiento al rojo relativista.

La nueva investigación involucra la detección del desplazamiento al rojo en la luz emitida por una estrella que orbita, muy de cerca a Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea.

Sagitario A* es un arrollador vacío donde se retuerce la luz y el espacio-tiempo. Las observaciones científicas muestran que la masa de Sagitario A* es de aproximadamente 4.1 millones de veces la masa solar de volumen, con un radio no mayor que los 6.700 millones de kilómetros. Se han detectado ondas de radio e infrarrojo provenientes del gas y polvo calentado a millones de grados en su caída hacia el agujero negro.

“La teoría general de la relatividad de Einstein de 1915 sostiene que lo que percibimos como la fuerza de la gravedad surge de la curvatura del espacio y el tiempo. Einstein propuso que objetos como el Sol y la Tierra cambian la geometría. Esta teoría es la mejor descripción de cómo funciona la gravedad", dijo la profesora Andrea Ghez, coautora del estudio de la Universidad de California en Los Ángeles.

El estudio
La profesora Ghez y sus colegas de investigación analizaron las observaciones de una estrella llamada S0-2, ya que hizo una aproximación muy cercana a Sagitario A* en 2018.

La estrella se mueve alrededor del agujero negro a velocidades vertiginosas de más de 16 millones de mph (25,7 millones de km / h).

El equipo también utilizó mediciones espectroscópicas y astrométricas realizadas en un periodo de tiempo de entre 1995-2017, que cubren las órbitas de S0-2 durante 16 años.

"Lo especial de S0-2 es que tenemos su órbita completa en tres dimensiones. Eso es lo que nos da el boleto de entrada a las pruebas de la relatividad general", dijo la profesora Ghez.

“Preguntamos; cómo se comporta la gravedad cerca de un agujero negro supermasivo y, si la teoría de Einstein nos cuenta la historia completa. Ver a las estrellas atravesar su órbita completa nos brinda la primera oportunidad de probar la física fundamental, utilizando los movimientos de estas estrellas".

Los resultados del equipo son consistentes con la relatividad general y favorecen sustancialmente la teoría de Einstein sobre la gravedad newtoniana, que no puede explicar el desplazamiento al rojo observado.

"Einstein tiene razón, al menos por ahora. Podemos descartar por completo la ley de gravedad de Newton", dijo la profesora Ghez.

"Nuestras observaciones son consistentes con la teoría de la relatividad general de Einstein. Sin embargo, su teoría definitivamente muestra vulnerabilidades. 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 qué es un agujero negro".

Crédito de la imagen: Nicolle Fuller / National Science Foundation.

Referencia del documento científico:
Tuan Do et al. Desplazamiento al rojo relativista de la estrella S0-2 que orbita el agujero negro supermasivo en el centro galáctico. Science, 16 de agosto de 2019: eaav8137; DOI: 10.1126 / science.aav8137

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