Ciencia

Científicos de la NASA prueban la teoría del agujero negro de Stephen Hawking justo después de 50 años

Las regiones del espacio-tiempo son famosas porque su gravedad es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Se forman cuando las estrellas masivas colapsan y pueden seguir creciendo absorbiendo y fusionándose con otros agujeros negros. Esta interacción se ha observado durante décadas y los científicos la utilizan para identificar su presencia, ya que la radiación se emite como luz visible a través del espacio.

En 1971, el profesor Hawking escribió el «teorema del área de Hawking», una ley que predice esta área, conocida como los horizontes de eventos.

Medio siglo después, los físicos del MIT y ahora lo han confirmado por primera vez, utilizando observaciones de ondas gravitacionales.

Sus hallazgos aparecieron en «Physical Review Letters» este mes y muestran el resultado de un estudio sobre GW150914, la primera señal de onda gravitacional detectada por el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO), en 2015.

La señal se creó como resultado de la fusión de dos agujeros negros que se dice que dieron a luz a otro.

Los expertos encontraron que, con un 95 por ciento de confianza, el área total del horizonte de eventos no disminuyó después de la fusión, lo que confirma la predicción de Hawking de que el nuevo agujero negro no debería ser más pequeño que el área total del horizonte de sus padres.

Sus hallazgos marcan la primera confirmación observacional directa del teorema del área de Hawking, que ha sido probado matemáticamente pero nunca observado en la naturaleza hasta ahora.

El equipo planea probar futuras señales de ondas gravitacionales para ver si podrían confirmar aún más el teorema de Hawking o ser un signo de una nueva física que dobla las leyes.

El becario postdoctoral Einstein de la NASA y autor principal, el profesor Maximiliano Isi, dijo: «Es posible que haya un zoológico de diferentes objetos compactos, y si bien algunos de ellos son agujeros negros que siguen las leyes de Einstein y Hawking, otros pueden ser bestias ligeramente diferentes.

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“Entonces, no es como si hicieras esta prueba una vez y se acabó. Haces esto una vez y es el comienzo «.

Su gran avance se produjo en 2019 cuando el equipo desarrolló una técnica para extraer las reverberaciones inmediatamente después del pico de GW150914, el momento en que colisionaron los agujeros negros de dos padres.

El profesor Isi agregó: “Los datos muestran con abrumadora confianza que el área del horizonte aumentó después de la fusión y que la ley del área se cumple con una probabilidad muy alta.

“Fue un alivio que nuestro resultado esté de acuerdo con el paradigma que esperamos y confirme nuestra comprensión de estas complicadas fusiones de agujeros negros.

“Es alentador que podamos pensar de formas nuevas y creativas sobre los datos de ondas gravitacionales y llegar a preguntas que antes pensábamos que no podíamos.

“Podemos seguir desentrañando piezas de información que hablan directamente de los pilares de lo que creemos que entendemos. Algún día, estos datos pueden revelar algo que no esperábamos «.

Su investigación fue apoyada, en parte, por la NASA, la Fundación Simons y la Fundación Nacional de Ciencias.

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