El Premio Nobel de Física reconoció importantes descubrimientos sobre los agujeros negros

La Academia Real de Ciencias de Suecia anunció esta mañana los ganadores del Nobel de Física 2020: la mitad del Premio fue para Roger Penrose por haber descubierto que la formación de agujeros negros es una sólida predicción de la teoría general de la relatividad; mientras la otra mitad fue para Reinhard Genzel y Andrea Ghez por revelar la existencia de un objeto compacto y supermasivo en el centro de la Vía Láctea.

Los agujeros negros como predicción de la teoría de la relatividad de Einstein

El anuncio de los galardonados señala que el físico británico Roger Penrose utilizó ingeniosos métodos matemáticos para demostrar que los agujeros negros son una consecuencia directa de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, quien por su parte no creía que existieran.

En enero de 1965, Penrose publicó un artículo en el que demostró que los agujeros negros se pueden formar y los describió en detalle: se trata de objetos esconden en su corazón una singularidad en la que cesan todas las leyes conocidas de la naturaleza. Más de cincuenta años después, este innovador aporte es considerado la contribución más importante a la teoría general de la relatividad desde Einstein.

“Penrose es un físico teórico de la Universidad de Oxford que a partir de una serie de cálculos analíticos pudo determinar que si la teoría general de la relatividad de Einstein era correcta, la formación de agujero negros en el universo era entonces una consecuencia  necesaria”, señala Félix Mirabel Miquel, investigador superior del CONICET en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE, CONICET-UBA) y especialista en agujeros negros.

Sin embargo, de acuerdo con Mirabel, hasta la década del ’90 muchos astrónomos y astrofísicos dudaban sobre la existencia de agujeros negros, debido a la falta de evidencias observacionales concretas.

Un agujero supermasivo, compacto e invisible en el centro de la Vía Láctea

En los primeros años de la década del ‘90, el alemán Reinhard Genzel y la estadounidense Andrea Ghez lideraron equipos de astrónomos que se concentraron en una región ubicada en el centro de la Vía Láctea llamada Sagitario A*. Las mediciones de los dos grupos coincidieron y ambos dieron con un objeto invisible extremadamente pesado que tira del revoltijo de estrellas y hace que algunas se apresuren a velocidades vertiginosas. Así, pudieron advertir que alrededor de cuatro millones de masas solares se agrupan en una región no mayor que el sistema solar.

De este modo, gracias a los telescopios más grandes del mundo, pero también a poder ampliar los límites de la tecnología a través del desarrollo de nuevos métodos y técnicas innovadoras, proporcionaron la evidencia experimental más convincente hasta ahora de un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea.

“Lo que hicieron Genzel y Ghez es calcular la masa que se concentra en esa región compacta ubicada en el centro de nuestra galaxia, a partir de mediciones sobre el movimiento de las estrellas que orbitan en torno a este punto. Las mediciones los llevaron a concluir que el objeto compacto alrededor del cual se mueven estrellas -algunas a gran velocidad-, y que no emite luz, debe tener una masa de 4 millones de veces la masa solar, por lo que no puede tratarse de otra cosa que de un agujero negro. Es imposible pensar en otro objeto que en un volumen tan pequeño pueda concentrar una masa tan grande”, indica Mirabel, quien descubrió fenómenos asociados a agujeros negros de masa estelar como los microcuásares, conoce personalmente a los ganadores y ha tenido intercambios científicos con Genzel.

Mucho por investigar todavía

Por su parte, el presidente del Comité Nobel de Física, David Haviland, afirmó: “Los descubrimientos de los galardonados de este año han abierto nuevos caminos en el estudio de objetos compactos y supermasivos. Pero estos objetos exóticos todavía plantean muchas preguntas que piden respuestas y motivan la investigación futura. No solo preguntas sobre su estructura interna, sino también preguntas sobre cómo probar nuestra teoría de la gravedad en condiciones extremas en las inmediaciones de un agujero negro”.