¿Einstein se equivocó sobre los agujeros negros? Nuevas investigaciones lo sugieren

Los agujeros negros, considerados voraces devoradores del cosmos, han sido objeto de estudio intensivo en la astronomía moderna. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad Goethe de Frankfurt propuso que las sombras de estos fenómenos podrían desafiar la famosa teoría de la relatividad de Albert Einstein.

Las imágenes de los agujeros negros supermasivos en el centro de la galaxia M87 y de nuestra propia Vía Láctea, capturadas por el Event Horizon Telescope (EHT), marcaron un hito en la astronomía. Estas imágenes no muestran el agujero negro en sí, sino la materia caliente que lo rodea, que emite luz antes de ser absorbida.

El profesor Luciano Rezzolla, parte del equipo de investigación, explicó que lo que se observa es la "sombra" del agujero negro, lo que ofrece una nueva forma de investigar la física detrás de estos gigantes cósmicos. La teoría de Einstein ha sido la base de nuestra comprensión del espacio y el tiempo durante más de un siglo, prediciendo la existencia de agujeros negros y el horizonte de eventos, un límite del cual nada puede escapar.

Sin embargo, existen teorías alternativas que también predicen la existencia de agujeros negros, algunas de las cuales requieren propiedades de materia específicas o incluso la violación de leyes físicas conocidas. En colaboración con colegas del Tsung-Dao Lee Institute en Shanghái, Rezzolla y su equipo propusieron un nuevo enfoque para probar estas teorías alternativas. Su trabajo, publicado en Nature Astronomy, sugiere que las futuras observaciones de agujeros negros podrían confirmar o desafiar el modelo de gravedad de Einstein.

Para llevar a cabo esta investigación, se requieren imágenes de alta resolución de las sombras de los agujeros negros y una descripción teórica de cómo se desvían las diferentes teorías de la relatividad. El equipo desarrolló un marco detallado que describe cómo los distintos tipos teóricos de agujeros negros se diferenciarían de las predicciones de Einstein y cómo esas diferencias se manifestarían en las imágenes.

Utilizando simulaciones por computadora en tres dimensiones, los investigadores recrearon el movimiento de la materia y los campos magnéticos en el espacio-tiempo distorsionado alrededor de los agujeros negros. A partir de estas simulaciones, generaron imágenes sintéticas del plasma brillante que orbita alrededor de estos inmensos objetos.

El autor principal, Akhil Uniyal, planteó la pregunta central: ¿qué tan significativamente difieren las imágenes de los agujeros negros entre las diversas teorías? Identificaron patrones claros que, con imágenes más nítidas en el futuro, podrían ayudar a los científicos a determinar qué teoría se ajusta mejor a la realidad.

A pesar de que la resolución actual del EHT no puede detectar estas diferencias sutiles, se espera que las mejoras tecnológicas permitan realizar comparaciones en el futuro. Rezzolla enfatizó que una de las contribuciones más importantes del EHT es convertir a los agujeros negros en objetos que se pueden probar. Hasta ahora, los hallazgos han sido consistentes con la teoría de Einstein, aunque las incertidumbres en las mediciones han dejado algunas ideas exóticas sin descartar.

El EHT ofrece una oportunidad sin precedentes para estas investigaciones. Al combinar datos de múltiples telescopios de radio grandes en todo el mundo, crea un telescopio del tamaño de la Tierra, capaz de capturar detalles finos alrededor de los agujeros negros. Ya se están planificando más observatorios para la red y, eventualmente, se incluirá un telescopio de radio en el espacio, lo que mejorará enormemente su resolución.

Según el nuevo estudio, para realizar pruebas definitivas de teorías competidoras sobre agujeros negros, se requerirá alcanzar una resolución angular de menos de un millonésimo de segundo de arco, lo que equivale a detectar una moneda en la superficie de la Luna desde la Tierra. Aunque este nivel de precisión aún no es posible, los científicos esperan que esté al alcance en los próximos años, lo que podría desbloquear un nuevo capítulo en nuestra comprensión de la gravedad y del universo.