Einstein sigue teniendo razón, incluso junto a un agujero negro

«Verificamos una predicción importante de la teoría de la relatividad general en el entorno de un agujero negro, que es el corrimiento hacia el rojo de la luz» por el efecto de un campo gravitatorio intenso, declaró a la AFP Guy Perrin, uno de los «padres» del instrumento Gravity que facilitó ese resultado, publicado el jueves en Astronomy & Astrophysics.

Un agujero negro es un objeto tan denso que su gravedad impide escapar incluso a la luz y en sus cercanias desvía la trayectoria de los haces luminosos.

El centro de la Via Láctea, la galaxia en la que se encuentra la Tierra y a 26.000 años luz, alberga uno de esos monstruos invisibles, Sagittarius A*, cuya masa es equivalente a 4 millones de veces la del sol. Está rodeado de un conglomerado de estrellas que, debido a su fuerza de gravedad, alcanzan velocidades vertiginosas cuando se acercan a él.

Apoyándose en Gravity y otros dos instrumentos, el equipo internacional de astrónomos se interesó en una de esas estrellas, S2, y la observó antes y después de su paso por el punto más cercano de su órbita en torno de a Sagittarius A*, que ocurrió el 19 de mayo.

El interferómetro Gravity, cuya concepción tomó más de diez años, combina la luz colectada por cuatro telescopios del VLT (Very Large Telescope) europeo instalado en el desierto de Atacama en Chile. Su resolución es 15 veces superior a la de los más grandes telescopios ópticos. «Más de 100 años después de su artículo, que planteó las ecuaciones de la relatividad general, Einstein muestra que tiene de nuevo razón, en un laboratorio mucho más extremo de lo que él hubiera imaginado», aseveró el Observatorio Austral Europeo (ESO).

En actividad desde 2015, Gravity ya había observado el paso de la estrella S2 cerca del agujero negro en 2016, «pero esta vez, gracias a dos mejorías instrumentales, pudimos observar la estrella con una precisión sin precedente», subraya Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck para la física extraterrestre en Garching (Alemania), el otro padre de Gravity.

La precisión lograda fue de 50 microsegundos de ángulo, o «sea el ángulo bajo el cual una pelota de tenis colocada en la luna sería vista desde la tierra», según el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia. Gracias a esta precisión, el movimiento de S2 alrededor de Sagittarius A* pudo ser detectado casi hora por hora.

Cuando la estrella pasó a 120 veces la distancia Tierra-Sol del agujero negro (menos de 20.000 millones de kilómetros), su velocidad orbital alcanzó 8 000 kilómetros/segundo, o sea cerca del 3% de la velocidad de la luz. Condiciones suficientemente extremas como para que la estrella S2 sufriera efectos importantes relacionados con la relatividad general.

«Según esta teoría, un cuerpo masivo atrae la luz (curvando los rayos luminosos) o desacelera el tiempo. Este último efecto es el que conduce al enrojecimiento de la luz de la estrella en las cercanías de Sagittarius A*», explica Guy Perrin, quien es astrónomo en el Observatorio de Paris-PSL. «Cuando la estrella se acerca al agujero negro, aparece más roja de lo que es en realidad» pues se produce una diferencia de longitud de ondas hacia el rojo, a causa de la muy fuerte atracción gravitacional del agujero negro«, agregó.

Es la primera vez que este efecto es medido de manera directa en lo que respecta al campo gravitacional intenso de un agujero negro. Para el ESO, estos resultados son «el punto culminante de 26 años de observaciones» llevadas a cabo con esos telescopios.

El consorcio que hizo la investigación es dirigido por el instituto Max Planck para la física extraterrestre y participan en su actividad especialmente el CNRS, el Observatorio de Paris-PSL, la Universidad de Grenoble-Alpes, el Centro portugués de astrofísica CENTRA.