El signo de una teoría científica verdaderamente grandiosa es por los resultados que predice cuando realizas experimentos o realizas observaciones. Y una de las mejores teorías jamás propuestas fue el concepto de relatividad, descrito por Albert Einstein a principios del siglo XX.
Además de ayudarnos a comprender que la luz es el límite máximo de velocidad del Universo, Einstein describió la gravedad misma como una deformación del espacio-tiempo.
Hizo más que proporcionar un montón de explicaciones nuevas y elaboradas para el Universo, propuso una serie de pruebas que podrían hacerse para descubrir si sus teorías eran correctas.
Una prueba, por ejemplo, explicó completamente por qué la órbita de Mercurio no coincidía con las predicciones hechas por Newton. Se podrían probar otras predicciones con los instrumentos científicos de la época, como medir la dilatación del tiempo con relojes que se mueven rápidamente.
Dado que la gravedad es en realidad una distorsión del espacio-tiempo, Einstein predijo que los objetos masivos que se mueven a través del espacio-tiempo deberían generar ondas, como las olas que se mueven a través del océano.
Simplemente caminando, deja una estela de ondas gravitacionales que comprimen y expanden el espacio a su alrededor. Sin embargo, estas ondas son increíblemente pequeñas. Solo los eventos más enérgicos en todo el Universo pueden producir ondas que podemos detectar.
Tomó más de 100 años para que finalmente se demostrara la verdad, la detección directa de ondas gravitacionales. En febrero de 2016, los físicos del Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser, o LIGO, anunciaron la colisión de dos agujeros negros masivos a más de mil millones de años luz de distancia.
Cualquier tamaño de agujero negro puede colisionar. Llano viejo masa estelar agujeros negros o agujeros negros supermasivos. El mismo proceso, solo que en una escala completamente diferente.
Comencemos con los agujeros negros de masa estelar. Estos, por supuesto, se forman cuando una estrella con muchas veces la masa de nuestro Sol muere en una supernova. Al igual que las estrellas regulares, estas estrellas masivas pueden estar en sistemas binarios.
Imagine una nebulosa estelar donde se forman un par de estrellas binarias. Pero a diferencia del Sol, cada uno de estos son monstruos con muchas veces la masa del Sol, produciendo miles de veces más energía. Las dos estrellas se orbitarán entre sí durante unos pocos millones de años, y luego una detonará como una supernova. Ahora tendrás una estrella masiva orbitando un agujero negro. Y luego la segunda estrella explota, y ahora tienes dos agujeros negros orbitando uno alrededor del otro.
A medida que los agujeros negros se deslizan uno alrededor del otro, irradian ondas gravitacionales que hacen que su órbita decaiga. Esto es un poco alucinante, en realidad. Los agujeros negros convierten su impulso en ondas gravitacionales.
A medida que disminuye su momento angular, se mueven en espiral hacia adentro hasta que realmente chocan. La que debería ser una de las explosiones más enérgicas del Universo conocido es completamente oscura y silenciosa, porque nada puede escapar de un agujero negro. Sin radiación, sin luz, sin partículas, sin gritos, nada. Y si junta dos agujeros negros, solo obtendrá un agujero negro más masivo.
Las ondas gravitacionales se desprenden de esta colisión trascendental como las olas a través del océano, y es detectable en más de mil millones de años luz.
Esto es exactamente lo que sucedió a principios de este año con el anuncio de LIGO. Este instrumento sensible detectó las ondas gravitacionales generadas cuando dos agujeros negros con 30 masas solares colisionaron a unos 1.300 millones de años luz de distancia.
Este tampoco fue un evento de una sola vez, detectaron otra colisión con otros dos agujeros negros de masa estelar.
Los agujeros negros de masa estelar regular no son los únicos que pueden colisionar. Los agujeros negros supermasivos también pueden colisionar.
Por lo que podemos decir, hay un agujero negro supermasivo en el corazón de casi todas las galaxias del Universo. El de la Vía Láctea es más de 4,1 millones de veces la masa del Sol, y se cree que el que está en el corazón de Andrómeda es de 110 a 230 millones de veces la masa del Sol.
En unos pocos miles de millones de años, la Vía Láctea y Andrómeda van a chocar y comenzar el proceso de fusión. A menos que el agujero negro de la Vía Láctea sea lanzado al espacio profundo, los dos agujeros negros terminarán orbitando entre sí.
Solo con los agujeros negros de masa estelar, van a irradiar el momento angular en forma de ondas gravitacionales, y se irán acercando cada vez más. En algún momento, en un futuro lejano, los dos agujeros negros se fusionarán en un agujero negro aún más supermasivo.
La Vía Láctea y Andrómeda se fusionarán en Milkdromeda y, en el futuro, durante miles de millones de años, continuarán reuniendo nuevas galaxias, extraerán sus agujeros negros y los aplastarán en el colectivo.
Los agujeros negros pueden colisionar absolutamente. Einstein predijo las ondas gravitacionales que esto generaría, y ahora LIGO las ha observado por primera vez. A medida que se desarrollan mejores herramientas, debemos aprender más y más sobre estos eventos extremos.
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