Entendiendo la fotografía del agujero negro

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Hace ya dos meses desde que se publicara la primera fotografía del agujero negro. Si bien es cierto que hubo una gran emoción en la comunidad científica y se llevó una gran cobertura por parte de los medios, para la gente de a pie solo fue una gran foto borrosa y objeto de muchos chistes. Hoy, con estas 14 preguntas resueltas (5 para el agujero en sí y 9 para la foto), vamos a entender algo más y de forma simplificada esto de los agujeros negros y la que es sin duda la fotografía del año.

Sobre los agujeros negros

Pregunta 1: ¿Qué son los agujeros negros?

Un agujero negro en sí no es algo físico, sino que es una región esférica y vacía en el espacio.

Pregunta 2: ¿Cómo se forman?

Se forman cuando una estrella agota todo su combustible nuclear.

Pregunta 3: ¿Qué compone un agujero negro y cómo funciona?

En esta imagen artística podemos apreciar, el horizonte de sucesos (parte oscura alrededor del agujero), el disco de acreción y un jet.

El agujero negro está caracterizada por el horizonte de sucesos (punto de no retorno), la singularidad (punto central donde toda la materia va a parar), un disco de acreción (materia que gira alrededor del agujero negro y que se va tragando) y dos chorros de partículas eyectadas por el agujero (más conocido como jets). Esta imagen podría explicar el funcionamiento de este monstruo cósmico.

Créditos de imagen: Answers magazine

Pregunta 4: ¿Qué pasa si te caes dentro?

La gravedad que sufre tus pies es distinto a la gravedad que siente tu cabeza debido a que tus pies están más cerca del centro de la Tierra. Esto que casi no se aprecia en nuestro planeta, en un agujero negro cambia totalmente: debido a esta diferencia, tal es el tirón que acabaría por desgarrarte.

Pregunta 5: ¿A dónde va todo lo que cae?

No se sabe exactamente a donde va toda la materia que cae en la singularidad. La cuántica no permite decir que desaparecería y ya así que, ¿qué pasa realmente? Pues la verdad es que no se sabe con precisión y existen muchísimas teorías (anímate a pensar uno) tales como: que llega a otra galaxia, a otra dimensión, etc.

Sobre la fotografía

Créditos: ESO

Pregunta 6: ¿Qué es lo que estamos viendo?

Vemos el agujero negro M87 en la constelación de Virgo, tiene aproximadamente el tamaño de nuestro sistema solar y «pesa» 6 mil millones lo que nuestro Sol. Sus jets alcanzan 5 mil años luz. Casi nada.

Pregunta 7: Si es tan grande, ¿no debería ser fácil de fotografiar?

Está tan lejos que está en otra galaxia, a 50 millones de años luz. Visto de otra manera, si estuvieras donde el agujero negro y miraras a la Tierra, probablemente verías a los dinosaurios. O visto de otra, es como intentar leer un cartel que está en Estados Unidos desde Italia. Demasiado lejos.

Pregunta 8: ¿Entonces por qué no fotografiar uno más cerca?

Quizás se te ocurra pensar que Sagitario A* era un objetivo más fácil. Está más cerca eso es verdad, pero es mil veces más pequeño así que se compensa. Además la localización de M87 hace que sea más accesible desde los dos hemisferios.

Pregunta 9:  ¿Es una fotografía de verdad?

No, no es una fotografía de verdad. Por lo menos no una convencional como el que tomamos con nuestro teléfono móvil. Entendemos como una fotografía «normal» la de la luz que captamos solo la luz visible sensible al ojo humano. Pero existen muchísimos tipos de luz y que forman parte de la familia de las ondas electromagnéticas.

Pregunta 10: ¿Qué es entonces?

Una simulación pintada artificialmente de las ondas de radio para que nuestros ojos puedan verlos. Repito, no es una luz real: si estuvieras ahí no verías lo que se ve en la imagen.

Pregunta 11: ¿Cómo se ha fotografiado?

Fotografiar algo tan pequeño, a tanta distancia y con tantas cosas en medio (nubes, estrellas, gases) es ciertamente un reto. Para ello fue necesario convertir la Tierra en un telescopio gigante durante 4 días en el año 2017. Para conseguir esto, se juntaron 8 telescopios que funcionaran de manera sincronizada (utilizando incluso relojes atómicos) y apuntando a la misma región del espacio. Tras reunir y ensamblar todos los datos en 2 años, se consiguieron los resultados.

8 telescopios, 1 objetivo. Créditos: ESO

Pregunta 12: ¿Qué es eso rojo que se ve?

Fotones deflectados por el agujero negro.

Pregunta 13: ¿Y por qué un lado es más brillante que el otro?

La radiación que emite una partícula hace que no salgan de cualquier manera y en todas las direcciones, si no en la dirección en la que se mueve. Esto se conoce como Beaming Relativista. Esto nos da a entender que en la foto, al ser la parte de abajo más brillante, el agujero negro gira de abajo hacia arriba.

Pregunta 14: Tomando en cuenta que se parece a Gargantúa de Interstellar, ¿por qué el anillo se vería así?

Gargantúa, de Insterstellar. Vemos como el anillo rodea por arriba. Créditos: Warner Bros

Esto es porque no solo estarías viendo la cara frontal del agujero negro sino que además ves la parte trasera. Esto ocurre debido al tirón gravitatorio: la luz de la parte trasera del anillo también está cayendo al interior y se produce este efecto tan raro que hace que parezca que el anillo esté sobre la cabeza del agujero negro. Una verdadera locura.

Conclusiones:

La cuestión real y más importante de esta no es si la imagen es borrosa o no, sino el haber confirmado la existencia de estas bestias cósmicas predicha por la relatividad general, hace ya unos 100 años. Es por esto que ha causado más furor en la comunidad científica que al público en general. Eso sí, ¿existe algo que pueda tumbar la relatividad de Einstein? De momento, parece que no.

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