La teoría de la relatividad general de Einstein, la idea de que la gravedad es materia que deforma el espacio-tiempo, ha resistido más de 100 años de escrutinio y pruebas, incluida la prueba más reciente de la colaboración Event Horizon Telescope, publicada hoy en el último número de Cartas de revisión física .
Según los hallazgos, la teoría de Einstein se volvió 500 veces más difícil de superar.
A pesar de sus éxitos, la teoría robusta de Einstein sigue siendo matemáticamente irreconciliable con la mecánica cuántica, la comprensión científica del mundo subatómico. Probar la relatividad general es importante porque la teoría fundamental del universo debe abarcar tanto la gravedad como la mecánica cuántica.
"Esperamos que una teoría completa de la gravedad sea diferente de la relatividad general, pero hay muchas formas de modificarla. Descubrimos que cualquiera que sea la teoría correcta, no puede ser significativamente diferente de la relatividad general cuando se trata deAgujeros negros. Realmente redujimos el espacio de posibles modificaciones ", dijo el profesor de astrofísica de UArizona Dimitrios Psaltis, quien hasta hace poco era el científico del proyecto de la colaboración Event Horizon Telescope. Psaltis es el autor principal de un nuevo artículo que detalla los hallazgos de los investigadores.
"Esta es una nueva forma de probar la relatividad general usando agujeros negros supermasivos", dijo Keiichi Asada, miembro del consejo científico de EHT y experto en observaciones de radio de agujeros negros para el Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sinica.
Para realizar la prueba, el equipo utilizó la primera imagen jamás tomada del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia cercana M87 obtenida con el EHT el año pasado. Los primeros resultados habían demostrado que el tamaño de la sombra del agujero negro era consistentecon el tamaño predicho por la relatividad general.
"En ese momento, no pudimos hacer la pregunta opuesta: ¿Qué tan diferente puede ser una teoría de la gravedad de la relatividad general y aún ser consistente con el tamaño de la sombra?", Dijo Pierre Christian, miembro de UArizona Steward Theory. "Nos preguntamos si existefue algo que pudiéramos hacer con estas observaciones para seleccionar algunas de las alternativas ".
El equipo hizo un análisis muy amplio de muchas modificaciones a la teoría de la relatividad general para identificar la característica única de una teoría de la gravedad que determina el tamaño de la sombra de un agujero negro.
"De esta manera, ahora podemos señalar si alguna alternativa a la relatividad general está de acuerdo con las observaciones del Event Horizon Telescope, sin preocuparnos por otros detalles", dijo Lia Medeiros, becaria postdoctoral en el Instituto de Estudios Avanzados que haha sido parte de la colaboración de EHT desde su época como estudiante graduada de UArizona.
El equipo se centró en la gama de alternativas que habían pasado todas las pruebas anteriores en el sistema solar.
"Utilizando el medidor que desarrollamos, mostramos que el tamaño medido de la sombra del agujero negro en M87 reduce el margen de maniobra para modificaciones a la teoría de la relatividad general de Einstein en casi un factor de 500, en comparación con pruebas anteriores en el sistema solar,", dijo Feryal Özel, profesor de astrofísica de UArizona, miembro senior de la colaboración EHT." Muchas formas de modificar la relatividad general fallan en esta nueva y más estricta prueba de sombras de agujeros negros ".
"Las imágenes de agujeros negros proporcionan un ángulo completamente nuevo para probar la teoría de la relatividad general de Einstein", dijo Michael Kramer, director del Instituto Max Planck de Radioastronomía y miembro colaborador de EHT.
"Junto con las observaciones de ondas gravitacionales, esto marca el comienzo de una nueva era en la astrofísica de los agujeros negros", dijo Psaltis.
Probar la teoría de la gravedad es una búsqueda en curso: ¿Son las predicciones de la relatividad general para varios objetos astrofísicos lo suficientemente buenas como para que los astrofísicos no se preocupen por las posibles diferencias o modificaciones a la relatividad general?
"Siempre decimos que la relatividad general pasó todas las pruebas con gran éxito, si tuviera un centavo por cada vez que escuché eso", dijo Özel. "Pero es cierto, cuando haces ciertas pruebas, no ves esolos resultados se desvían de lo que predice la relatividad general. Lo que estamos diciendo es que si bien todo eso es correcto, por primera vez tenemos un indicador diferente mediante el cual podemos hacer una prueba que es 500 veces mejor, y ese indicador es la sombratamaño de un agujero negro. "
A continuación, el equipo de EHT espera imágenes de mayor fidelidad que serán capturadas por la gama ampliada de telescopios, que incluye el Telescopio de Groenlandia, el Telescopio de 12 metros en Kitt Peak cerca de Tucson y el Observatorio de Array Milimétrico Extendido del Norte en Francia.
"Cuando obtenemos una imagen del agujero negro en el centro de nuestra propia galaxia, podemos limitar aún más las desviaciones de la relatividad general", dijo Özel.
¿Einstein seguirá teniendo razón, entonces?
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Original escrito por Mikayla Mace. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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