Físicos han logrado “escuchar” el zumbido inicial de un agujero negro, y descubrir que el patrón de este sonido, predice la masa y el espín del agujero negro, corroborado con las ecuaciones de Einstein.

Si la teoría de la relatividad general de Albert Einstein es cierta, entonces un agujero negro, nacido de las colisiones cósmicamente temblorosas de dos agujeros negros masivos, debería “sonar” después, produciendo ondas gravitacionales muy parecidas a las campanas golpeadas reverberan las ondas sonoras. Einstein predijo que el tono y la desintegración particulares de estas ondas gravitacionales deberían ser una firma directa de la masa y el espín del agujero negro recién formado.

Los hallazgos, publicados este 11 de septiembre en Physical Review Letters, también favorecen la idea de que los agujeros negros carecen de cualquier tipo de “cabello”, una metáfora que se refiere a la idea de que los agujeros negros, según la teoría de Einstein, deberían exhibir solo tres propiedades observables: masa, espín y carga eléctrica. Todas las demás características, que el físico John Wheeler denominó “cabello”, deberían ser tragadas por el agujero negro en sí, y por lo tanto no serían observables.

Los hallazgos del equipo respaldan la idea de que los agujeros negros carecen, de hecho, de pelo. Los investigadores pudieron identificar el patrón del sonido de un agujero negro y, utilizando las ecuaciones de Einstein, calcularon la masa y el espín que debería tener el agujero negro, dado su patrón de sonido. Estos cálculos coincidieron con las mediciones de la masa y el espín del agujero negro realizados previamente por otros.

Si los cálculos del equipo se desviaran significativamente de las mediciones, habría sugerido que el sonido del agujero negro codifica propiedades distintas de la masa, el giro y la carga eléctrica, evidencia tentadora de la física más allá de lo que la teoría de Einstein puede explicar. Pero resulta que el patrón de timbre del agujero negro es una firma directa de su masa y giro, lo que respalda la noción de que los agujeros negros son gigantes calvos, que carecen de propiedades extrañas y similares a pelos.

“Todos esperamos que la relatividad general sea correcta, pero esta es la primera vez que lo confirmamos de esta manera”, dice el autor principal del estudio, Maximiliano Isi, miembro de la NASA Einstein en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. “Esta es la primera medición experimental que logra probar directamente el teorema de no pelo. No significa que los agujeros negros no puedan tener cabello. Significa que la imagen de los agujeros negros sin cabello dura un día más”.

La teoría de la relatividad general de Einstein predice que el tono y la descomposición de las ondas gravitacionales de un agujero negro deberían ser un producto directo de su masa y espín. Es decir, un agujero negro de una masa y espín determinados solo pueden producir tonos de cierto tono y decadencia. Como prueba de la teoría de Einstein, el equipo utilizó las ecuaciones de la relatividad general para calcular la masa y el espín del agujero negro recién formado, dado el tono y la descomposición de los dos tonos que detectaron, informa Phys.org.

Encontraron que sus cálculos coincidían con las mediciones de la masa y el espín del agujero negro previamente realizados por otros. Isi dice que los resultados demuestran que los investigadores pueden, de hecho, usar las partes más fuertes y detectables de una señal de onda gravitacional para discernir el sonido de un nuevo agujero negro, donde antes, los científicos asumían que este sonido solo podía detectarse dentro del extremo más débil de la señal de onda gravitacional, y solo con instrumentos mucho más sensibles que los que existen actualmente.

“Esto es emocionante para la comunidad porque muestra que este tipo de estudios son posibles ahora, no en 20 años”, dice Isi.

Fuente: EP