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Ciencia

El universo visto cerca de un agujero negro

n las proximidades de los agujeros negros, el espacio está tan deformado que incluso los rayos de luz pueden curvarse a su alrededor varias veces. Este fenómeno puede permitirnos ver múltiples versiones de lo mismo. Si bien esto se ha sabido durante décadas, solo ahora se ha conseguido forjar una expresión matemática exacta.

Ello se lo debemos agradecer a Albert Sneppen, estudiante en el Instituto Niels Bohr, adscrito a la Universidad de Copenhague en Dinamarca.

Un agujero negro es una acumulación de materia tan grande y densa que su campo gravitatorio es capaz de absorber todo lo que pase cerca, incluyendo la mismísima luz. Por eso no emite ni refleja luz alguna.

La intensa gravedad afecta además al espacio-tiempo en las inmediaciones del agujero. En las proximidades de un agujero negro, el espacio se curva tanto que los rayos de luz se desvían, y la luz muy cercana puede desviarse tanto que viaja varias veces alrededor del agujero negro. Por lo tanto, si un observador situado en el punto adecuado contempla una galaxia distante (o algún otro cuerpo celeste lejano) situado justo detrás, es posible que vea la misma imagen de la galaxia varias veces, aunque cada vez más distorsionada.

Supongamos que observamos una galaxia distante, que, como es lógico, brilla en todas las direcciones. Cuando parte de su luz se acerca al agujero negro, se desvía ligeramente. Algo de luz se acerca aún más y rodea el agujero una sola vez (una vuelta entera) antes de escapar hacia nosotros, y así sucesivamente. Mirando cada vez más cerca del borde del agujero negro, veremos más y más versiones de la misma galaxia.

¿Cuánto más cerca del agujero negro hay que mirar respecto de una imagen para ver la siguiente? La respuesta se conoce desde hace más de 40 años, y es unas 500 veces.

Calcular esto es tan complicado que nadie antes de Sneppen había conseguido desarrollar una explicación matemática tan detallada de por qué resulta ser este factor específico y no otro.

Una característica completamente nueva del método de Sneppen es que también se puede generalizar para aplicar no solo a los agujeros negros teóricos simplificados (que carecen de rotación), sino también a los agujeros negros que giran sobre sí mismos, que, de hecho, son todos.

“Resulta que cuando un agujero negro gira muy rápido, ya no es necesario acercarse a él en un factor de 500, sino significativamente menos. De hecho, cada imagen en tal caso requiere con respecto a la previa una proximidad adicional al borde del agujero negro de solo 50, o 5, o incluso 2 veces”, explica Albert Sneppen.

Tener que mirar 500 veces más cerca del agujero negro para cada nueva imagen, implica que las imágenes se “comprimen” rápidamente en una imagen anular. Tener que observar algo así haría que, en la práctica, resultase muy difícil distinguir las numerosas imágenes. Pero cuando los agujeros negros rotan, hay más espacio para las imágenes “extra”, por lo que hay esperanzas de que se pueda confirmar la teoría observacionalmente en un futuro no muy lejano. De esta manera, será posible obtener nuevos conocimientos no solo sobre los agujeros negros, sino también sobre las galaxias detrás de ellos.

El tiempo de viaje de la luz aumenta con cada vuelta adicional que tiene que dar al agujero negro, por lo que las imágenes se retrasan cada vez más. Si, por ejemplo, una estrella explota como una supernova en una galaxia de fondo, en teoría podríamos ver esta explosión muchas veces.

Sneppen expone detalladamente su explicación en la revista académica Scientific Reports, bajo el título de “Divergent reflections around the photon sphere of a black hole”. (Fuente: NCYT de Amazings)

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