Esta es la primera imagen real de un agujero negro captada por el Event Horizon
La histórica imagen corresponde a un agujero negro ubicado en el centro de Messier 87, una gigantesca galaxia en el cercano cúmulo de galaxias Virgo
Científicos responsables del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT) presentaron el miércoles la primera imagen obtenida de un agujero negro, uno de los grandes misterios del Universo.
(Fuente original de informacíon del proyecto Event Horizon Telescope)
La histórica fotografía, obtenida a partir de una red ocho observatorios situados en distintos puntos del mundo, consiste en un anillo con una mitad más luminosa que la otra, que corresponde al agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la galaxia M87, a 53,3 millones de años luz de la Tierra.
“Como astrofísicos, este es un día muy importante para nosotros (...) es resultado de la dedicación y colaboración de científicos de todo el mundo”, dijo durante la presentación France Córdova, directora de la National Science Foundation.
La imagen corresponde al agujero negro que se encuentra en el centro de Messier 87, una gigantesca galaxia en el cercano cúmulo de galaxias Virgo. Es 6.500 millones de veces más grande que el Sol.
“Estamos dando a la Humanidad la primera imagen de un agujero negro; es una puerta de salida de nuestro Universo”, manifestó Sheperd S. Doeleman, del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian y director de proyecto del EHT.
“Este es un hito en astronomía, una proeza científica sin precedentes lograda por un equipo de más de 200 investigadores”, agregó.
Explicó que los grupos de astrónomos alrededor del mundo obtuvieron la imagen con métodos distintos y con resultados muy parecidos: "Las imágenes son matemáticamente las mismas".
“Esta sombra, causada por la curvatura gravitacional y la captura de luz por el horizonte de eventos, revela mucho acerca de la naturaleza de estos objetos fascinantes, y nos permitió medir la enorme masa del agujero negro de M87”, agregó.
Para obtener esta histórica imagen de un agujero negro, los investigadores de los ocho telescopios alrededor del mundo tuvieron que procesar 5 petabytes de data, un equivalente a 5,000 años de música en MP3 o 5 millones de gigabytes.
Además, el hallazgo es presentado hoy en seis artículos publicados en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters.
El EHT reúne telescopios ubicados en distintas partes del globo para formar un telescopio virtual del tamaño de la Tierra dotado de una sensibilidad y una capacidad de resolución sin precedentes.
Los telescopios que participaron en este trabajo son ALMA, APEX, el IRAM 30 m, el James Clerk Maxwell Telescope, el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, Submillimeter Array, Submillimeter Telescope y el Telescopio del Polo Sur 7, CNRS [Francia] e IGN [España]); el James Clerk Maxwell Telescope es operado por EAO; el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano es operado por INAOE y UMass; el Submillimeter Array es operador por SAO y ASIAA; y el Submillimeter Telescope es operado por el Arizona Radio Observatory (ARO). El Telescopio del Polo Sur es operado por la Universidad de Chicago con instrumentos especializados del EHT proporcionados por la Universidad de Arizona.]. Se usaron supercomputadores altamente especializados del Instituto de Radioastronomía Max Planck y el MIT Haystack Observatory para combinar los petabytes de datos brutos recabados.
¿En verdad es posible ver un agujero negro?
Como se conoce, ver un agujero negro no es posible debido a que ni siquiera la luz tiene la capacidad de escapar de su poder, de ahí que se llamen "agujeros negros"; sin embargo, captar el horizonte de eventos podría ser una realidad, aunque se requiere de instrumentos altamente capacitados para eso.
De acuerdo a la relatividad general, el horizonte de eventos (u horizonte de sucesos) es la región del agujero negro que delimita la frontera espacio-tiempo entre los objetos que se salvarán de ingresar y los objetos que serán "absorbidos" al interior del agujero negro producto de las fuerzas gravitacionales.
Poder "ver" un agujero negro servirá además para probar la relatividad, y con ello los científicos podrán entender por qué la gravedad, no funciona como se espera en la mecánica cuántica, el mundo de lo minúsculo.
Fuente: Agencias / El Comercio
Galaxia elíptica M87
La galaxia elíptica M87 (también conocida como Galaxia Virgo A, Virgo A, Messier 87, M87, o NGC 4486) es una galaxia elíptica gigante fácil de ver con telescopios de aficionado. Se trata de la mayor y más luminosa galaxia de la zona norte del Cúmulo de Virgo, y se halla en el centro del subgrupo Virgo A (el más masivo de todos los subgrupos en los que se divide el cúmulo).
La galaxia también contiene un núcleo galáctico activo notable, que es una fuente de alta intensidad de radiación de longitud de onda amplia, en particular en radiofrecuencias, y un chorro de plasma energético que se origina en el núcleo y se extiende al menos 1500 pársecs (4900 años luz), y viajan a una velocidad relativista.
Puesto que es la galaxia elíptica más brillante cercana a la Tierra y una de las fuentes de radio más brillantes del cielo, es un objetivo popular tanto para la astronomía amateur como para el estudio científico. Se estima que la galaxia tiene una masa dentro de un radio de 32 kpc de 2,6 ± 0,3 × 1012 masas solares, el doble de masa que nuestra galaxia, e incluyendo materia oscura puede ser 200 veces más masiva que esta. M87 se encuentra a unos 16,4 millones de pársecs (53 millones de años luz) de la Tierra.
Los agujeros negros como entrada a los universos paralelos
Se ha apuntado que algunas soluciones exactas de la ecuación del campo de Einstein pueden extenderse por continuación analítica más allá de las singularidades dando lugar a universos espejos del nuestro. Así la solución de Schwarzschild para un universo con simetría esférica en el que la estrella central ha colapsado comprimiéndose por debajo de su radio de Schwarzschild podría ser continuada analíticamente a una solución de agujero blanco (un agujero blanco de Schwarzchild se comporta como la reversión temporal de un agujero negro de Schwarzschild). La solución completa describe dos universos asintóticamente planos unidos por una zona de agujero negro (interior del horizonte de sucesos). Dos viajeros de dos universos espejos podrían encontrarse.
Una posibilidad igualmente interesante son los universos Reissner-Nordström y de Kerr-Newman. Este último universo es una solución posible de las ecuaciones de Einstein que puede ser continuada analíticamente a través de una singularidad espacial evitable por un viajero. A diferencia de la solución completa de Schwarzchild, la solución de este problema da como posibilidad la comunicación de los dos universos sin tener que pasar por los correspondientes horizontes de sucesos a través de una zona llamada horizonte interno.
Event Horizon Telescope
Event Horizon Telescope o Telescopio del Horizonte de Sucesos (también conocido por su sigla en inglés, EHT) es un proyecto para crear un conjunto de telescopios combinando datos procedentes de estaciones de interferometría de muy larga base (very-long-baseline interferometry, o VLBI) ubicadas alrededor de la Tierra para observar el entorno más próximo al agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, Sagitario A*, con resolución angular comparable a su horizonte de sucesos.
El conjunto de telescopios milimétricos que actualmente forman esta red son: Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) de México, Atacama Large Millimeter Array (ALMA) de Chile, South Pole Telescope (SPT) en el Polo Sur, Atacama Pathfinder Experiment (APEX) en Chile, James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) en Hawái, Submillimeter Array (SMA) en Hawái, Submillimeter Telescope (SMT) en Arizona y el Instituto Radioastronómico Milimétrico (IRAM) 30-m en España.
El California Array for Millimeter Astronomy (CARMA) fue miembro de la colaboración hasta 2015, cuando se desmanteló el telescopio, y próximamente el Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) se unirá a la red.
El 10 de abril de 2019, se publicó la primera imagen del agujero negro dentro de la galaxia Messier 87 captada mediante este proyecto.
El proyecto se propone hasta 2022 combinar instalaciones milimétricas/submilimétricas existentes y proyectadas en una de alta sensibilidad y alta resolución angular. El esfuerzo incluirá el desarrollo y despliegue de receptores submilimétricos de polarización dual, estándares de alta frecuencia estable para habilitar al VLBI en 230-450 GHz, mayor ancho de banda en backends y registradores VLBI, así como la puesta en marcha de nuevos sitios con instalaciones submilimétricas VLBI.
Qué han descubierto los científicos sobre el posible portal a un universo paralelo
A pesar de tener 88 millones de kilómetros de diámetro, hasta ahora nadie ha logrado tomar una foto del núcleo de nuestra propia galaxia. Y es que este está compuesto por un enorme agujero negro. Pero ahora, los astrofísicos han dado un importante paso que nos acerca a la imagen de lo que, bromas aparte, podría ser un portal a otro mundo.
Llamado Sagitario A* (que se lee como 'Sagitario A estrella'), este agujero negro supermasivo es 'solo' 17 veces más grande que nuestro Sol, pero tiene una masa que supera la de nuestro astro unas 4,1 millones de veces. Esto le permite 'atar' a toda la Vía Láctea con su fuerza de gravedad.
Parte del problema de tomar una foto de un agujero negro es que esa idea es una especie de oxímoron: estos cuerpos celestiales actúan como aspiradoras galácticas que tragan todo lo que se les acerca demasiado. No se les escapa nada, incluso la luz y todo tipo de ondas electromagnéticas. Así que si realmente decides tomarle una foto lo único que verás en una enorme mancha oscura de nada.
Sin embargo, esto no detiene a los astrofísicos y eso es lo que hace que su reciente descubrimiento sea tan emocionante.
Durante varios años un equipo de astrofísicos observaba a Sagitario A* en el proyecto Event Horizon Telescope (Telescopio del Horizonte de Sucesos o EHT, por sus siglas en inglés). El EHT no es un observatorio o satélite en órbita; en realidad es una red de telescopios ubicados en Chile, Hawái y California que usan el fenómeno de interferometría de radio para actuar como un gran telescopio de dimensiones planetarias.
El objetivo final del EHT es crear una imagen completa de Sagitario A*, y aunque aún faltan varios meses para lograrlo, el proyecto ya está trayendo los primeros resultados. Por ahora las observaciones confirman que el horizonte de eventos —como se le llama a la superficie de un agujero negro— sí tiene forma de anillo con el propio agujero en el centro, como ya habían sugerido los cálculos matemáticos.
"Comenzamos a entender cómo se vería la estructura alrededor del horizonte de eventos, en lugar de simplemente sacar conclusiones genéricas sobre su visibilidad. Es muy alentador ver que la estructura tipo anillo se ajusta muy bien con los cálculos", explica uno de los autores del estudio, Ru-Sen Lu, del Instituto Max Planck de Radioastronomía.
Buscando el portal a un universo paralelo
El resultado obtenido es solo un pequeño paso hacia la meta final de las observaciones: descubrir qué es lo que realmente son los agujeros negros y qué pasa con toda la materia que, una vez absorbida, nunca vuelve. Para eso los expertos planean seguir las investigaciones en el marco del proyecto EHT, cuyos resultados serán publicados en 2019.
Una de las hipótesis que ha tomado fuerza entre la comunidad científica en los últimos años es la de los denominados agujeros de gusano o puentes de Einstein-Rosen. Se trata de un especie de portal que técnicamente permitiría viajes a través del tiempo y espacio, incluso acceder a otras dimensiones o universos paralelos al nuestro.
Por muy fantástica que parezcan, estas hipótesis no contradicen la teoría de la relatividad de Albert Einstein, al tiempo que la teoría de cuerdas admite la existencia de más de tres dimensiones espaciales. Sin embargo, varios científicos advierten que hasta que no se demuestren en la práctica, esas hipótesis son solo ideas fascinantes.
"Averiguar si los agujeros de gusano de verdad existen solo será posible en el marco de otras observaciones. Por el momento no tenemos datos que confirmen su existencia. Pero el crecimiento del conjunto de instrumentos para estudiar los agujeros negros nos ayudará a probar tales exóticas hipótesis en el futuro.
Es posible que en algunas situaciones los objetos que consideramos candidatos para los agujeros negros puedan ser agujeros de gusanos", explicó a RT el principal investigador del Instituto Astronómico Estatal Shternberg, Serguéi Popov.
La búsqueda de agujeros de gusano es uno de los principales retos de la astronomía moderna. La popularización de la idea la proporcionó el escritor Lewis Carroll es su 'Alicia en el país de las maravillas', algo que no sorprendería tanto si tenemos en cuenta que bajo ese pseudónimo en realidad escribía el profesor de matemáticas de la Universidad de Oxford, Charles Lutwidge Dodgson.
De un cuento a una realidad científica —al menos teoréticamente— la idea de los agujeros de gusano llegó de manos del austriaco Ludwig Flamm, el primero en advertir su existencia en 1916. En 1935, Albert Einstein y Nathan Rosen publicaban un estudio según el cual la teoría general de la relatividad permite la formación de portales de espacio y tiempo, es decir, agujeros de gusano. El próximo paso en la exploración de los portales a otros mundos, lo hizo el físico teórico Stephen Hawking, quien sugirió que los agujeros de gusano podrían estar en los agujeros negros.
Es por eso la importancia de los estudios que se realizan en el marco del proyecto Telescopio del Horizonte de Sucesos. El investigador principal del Instituto de Estudios Nucleares de la Academia de Ciencias de Rusia, Viacheslav Dokuchaev, estimó que dentro de varios años el EHT podría incluso traerle a sus creadores el Premio Nobel.
"Es posible que en vez de un agujero negro los científicos descubran un agujero de gusano —un portal a otro mundo o a otro extremos de nuestro universo— (…) La teoría de multiverso está en la delantera de la ciencia moderna. De acuerdo con la teoría de la expansión del universo, hubo varios Big Bang que dieron lugar a nuestra galaxia y otros mundos paralelos. No puedo excluir que los agujeros de gusano permitirán entrar en tales universos paralelos", concluyó Dokucháev.
Y mientras el proyecto EHT sigue trabajando para obtener una imagen del Sagitario A*, puede que este no sea el único portal a otros mundos. Los científicos ya han descubierto muchos de estos sorprendentes cuerpos celestes y puede haber enjambres de ellos esperando.
Los agujeros negros podrían llevar a otro universo, según Hawking
No tragan y destruyen la información física, sino que la almacenan en un holograma de dos dimensiones fijado en sus bordes, según una nueva teoría presentada por el popular profesor de Cambridge.
Los agujeros negros en realidad no tragan y destruyen la información física. En su lugar, la almacenan en un holograma de dos dimensiones fijado en sus bordes.
Esta es la idea propuesta por el venerado profesor de la Universidad de Cambridge Stephen Hawking, en un encuentro organizado por el KTH Royal Institute of Technology de Suecia.
Una de las preguntas más desconcertantes a las que se enfrentan los físicos es qué pasa con la información sobre el estado físico de las cosas que se tragan los agujeros negros. ¿Se destruyen, como nuestra comprensión de la relatividad general podría predecir? Si es así, eso violaría las leyes de la mecánica cuántica.
En la denominada conferencia Hawking Radiation, que reúne estos días a los 32 físicos más importentes del mundo, Hawking presentó su última idea sobre cómo resolver esta paradoja, es decir, cómo la información se conserva incluso si es absorbida por un agujero negro.
Todo en nuestro mundo está codificado con información mecánica cuántica; y de acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica, esta información nunca debería desaparecer del todo, no importa lo que le suceda. Ni siquiera si se ve envuelta en un agujero negro.
Los agujeros negros son regiones del espacio-tiempo donde las estrellas, después de haber agotado su combustible, colapsan bajo su propia gravedad.
La nueva idea de Hawking es que la información no desaparece dentro del agujero negro en absoluto. En su lugar, queda codificada de forma permanente en un holograma 2D en la superficie del horizonte de sucesos del agujero negro: el campo que lo rodea y que representa su punto de no retorno.
Tal como los entendemos, los agujeros negros son regiones del espacio-tiempo donde las estrellas, después de haber agotado su combustible, colapsan bajo su propia gravedad, creando un pozo sin fondo que se traga algo que se acerque demasiado. Ni siquiera la luz puede escapar de ellos, ya que su fuerza gravitacional es tan infinitamente poderosa.
Pasadizo a otro universo
"La información no se almacena en el interior del agujero negro como era de esperar, sino en su límite - el horizonte de sucesos", dijo. Trabajando con el profesor de Cambridge Malcolm Perry (quien habló después) y el profesor de Harvard Andrew Stromberg, Hawking formula la idea de que la información se almacena en forma de las llamadas súper traducciones.
"La idea es que las super traducciones son un holograma de las partículas entrantea", dijo Hawking. "Así que contienen toda la información que de otro modo se perdería." Esta información se emite en las fluctuaciones cuánticas que los agujeros negros producen, aunque en "forma caótica, inútil," dijo Hawking. "Para todos los efectos prácticos, se pierde la información", dijo.
En su conferencia en Estocolmo, Hawking también ofreció ideas convincentes acerca de donde pueden terminar finalmente las cosas que caen en un agujero negro. "La existencia de historias alternativas con los agujeros negros sugieren que esto podría ser posible", dijo Hawking. "El agujero tendría que ser grande y si gira podría tener un pasaje a otro universo. Pero no podría volver a nuestro universo".
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Científicos de la UAB crean el primer agujero de gusano electromagnético
Científicos del Departamento de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) han creado y diseñado en el laboratorio el primer agujero de gusano (túnel cósmico) que conecta magnéticamente dos regiones del espacio.
La UAB ha informado este martes de que los científicos han creado por primera vez un agujero de gusano, que es un túnel cósmico que transfiere "el campo magnético de un extremo a otro manteniéndolo indetectable e invisible a lo largo de todo el camino".
El dispositivo podría tener aplicaciones médicas y puede abrir la posibilidad de hacer resonancias con más comodidad para los pacientes, ya que permitirá alejarlos de los detectores en los hospitales u obtener imágenes de resonancia de diferentes partes del cuerpo de forma simultánea.
El término agujero de gusano creado por científicos se ha popularizado gracias a series de televisión o de películas de ciencia ficción como "Stargate", "Star Trek" o "Interstellar".
Los investigadores,según la UAB, han utilizado metamateriales y metasuperficies para construir "este túnel cósmico experimental, de manera que el campo magnético de una fuente, como un imán o un electroimán, aparece en el otro extremo del agujero de gusano como un monopolo magnético aislado".
"El resultado - ha añadido la UAB- es un hecho curioso, teniendo en cuenta que en la naturaleza no existen los monopolos "magnéticos, que son imanes con un solo polo, ya sea norte o sur. El efecto es el de un campo magnético que va de un punto a otro como si se propagase por una dimensión a las tres dimensiones convencionales".
Un agujero de gusano experimental es una esfera hecha de diferentes capas (figura a); una externa con una superficie ferromagnètica, una segunda capa en el interior, de material superconductor, y una pieza ferromagnètica enrollada en forma de cilindro que la atraviesa de extremo a extremo (figura b), como se muestra en la imagen de arriba.
La UAB ha matizado que en el ámbito gravitatorio es una tarea imposible crearlos (los agujeros de gusano) con la tecnología actual, "ya que sería necesario manipularlo con grandes cantidades de energía gravitacional, que nadie sabe aún como generar".
La esfera, según la UAB, está construida de tal manera que "es magnéticamente indetectable -invisible, en términos de campo magnético-, desde el exterior".
Según el director del proyecto, Álvar Sánchez, un agujero de gusano magnético "es una analogía de los gravitatorios, ya que "cambia la topología del espacio, como si la región interior hubiera sido borrada magnéticamente del espacio".
En la investigación, publicada en Scientific Reports, han participado los científicos del Departamento de Física de la UAB Jordi Prat, Carles Navau y Àlvar Sánchez, que es también profesor del ICREA Academia.
