Piense que la onda de 2017 es algo importante: por primera vez, los astrónomos tienen una herramienta para detectar y registrar su pasado, llamada Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO). Descubrieron que la primera onda fue el resultado de la colisión de dos agujeros negros en el espacio distante. Ahora, un equipo de astrofísicos llevó a cabo otro estudio de estos registros y descubrió algo que otros pensaban que llevaría décadas descubrir: una confirmación precisa del teorema sin pelo. Este importante aspecto de la teoría de los agujeros negros se remonta al menos a la década de 1970, cuando Stephen Hawking cuestionó el teorema.
Los físicos dicen que los agujeros negros no tienen “pelo”. Maximiliano Isi, físico del MIT y autor principal del artículo, dice que lo que quieren decir es que los objetos astrofísicos son muy simples. Los agujeros negros se diferencian sólo en tres aspectos: velocidad de rotación, masa y carga. En el mundo real, las cargas de los agujeros negros probablemente no difieren mucho, por lo que en realidad sólo difieren en masa y giro. Los físicos llaman a estos objetos expuestos agujeros negros de Kerr.
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Isi le dijo a LiveScience que no tener pelo hace que los agujeros negros sean muy diferentes de casi todos los demás objetos del universo. Por ejemplo, cuando suena una campana real, emite ondas sonoras y algunas ondas gravitacionales indetectables e increíblemente débiles. Pero es un objeto mucho más complejo. El reloj está hecho de algún material, como bronce o hierro fundido, y según el modelo sin pelo, los agujeros negros son singularidades unificadas. Cada reloj también tiene una forma única, y un agujero negro es un punto infinitesimal y sin dimensiones en el espacio rodeado por un horizonte de sucesos esférico. Todas estas características de una campana se pueden detectar en el sonido de una campana, al menos si sabes algo sobre campanas y ondas sonoras. "Si puedes sentir las ondas gravitacionales de una campana, también puedes detectar diferencias en su composición y forma", dijo Isi. "El secreto es la forma de onda (este estiramiento y compresión) que codifica la información sobre la fuente". "Y los astrónomos que estudiaron las ondas de 2017 aprendieron mucho sobre las colisiones de agujeros negros", dijo a Science, pero los registros son débiles y no muy detallados. LIGO, el mejor detector de ondas gravitacionales del mundo, utiliza láseres para medir la distancia entre dos espejos en forma de L separados por 4 kilómetros (2,5 millas) (detectores similares como Virgo también han detectado esta onda en Italia. A medida que esta onda pasa sobre LIGO, distorsiona el espacio-tiempo y cambia la distancia). ligeramente. Pero esta onda gravitacional no es lo suficientemente detallada como para que el detector la registre, dijo Isi
"Pero la escuchamos desde lejos", dijo Isi. La onda proporcionó mucha información sobre el comportamiento del agujero negro y qué esperar. Lo mismo "No hay evidencia clara de que carezca de horizonte (es decir, una región donde no puede escapar la luz), ni se desvía significativamente del teorema sin pelo". " dijo Isi.
Pero los investigadores no pudieron precisar muchas de estas cuestiones, especialmente el teorema sin pelo. Isi dijo que la parte más fácil de la forma de onda es después de que dos agujeros negros se han fusionado en un agujero negro más grande. que ha estado sonando durante un tiempo, muy parecido a un reloj, enviando el exceso de energía en forma de ondas gravitacionales al espacio, un proceso conocido por los astrofísicos como * * *. Los investigadores estaban analizando los datos de LIGO y encontraron solo una forma de onda que los investigadores creían que se necesitarían décadas para desarrollar instrumentos lo suficientemente sensibles como para capturar cualquiera de los tonos más suaves en ***, pero uno de los colegas de Isi, el físico de Caltech Matt Giesler, descubrió. que Hubo un breve período después de la colisión cuando el impacto fue lo suficientemente fuerte como para que LIGO registrara más detalles de lo habitual. Durante estos momentos, las ondas sonoras fueron lo suficientemente fuertes como para que LIGO captara sobretonos: segundas ondas con diferentes frecuencias. notas secundarias en una campana
En los instrumentos musicales, los armónicos transportan gran parte de la información que le da al instrumento su sonido único.
Dijo que lo mismo ocurre con las ondas gravitacionales. Isi dijo que este nuevo descubrimiento es un preludio para aclarar en gran medida los datos sobre los agujeros negros anulares.
Esto muestra que el agujero negro está al menos muy cerca de un agujero negro de Kerr. El teorema de la ausencia se puede utilizar para predecir la aparición de matices; Isi y su equipo demostraron que los matices son muy consistentes con las predicciones. Sin embargo, el registro de armónicos no es muy claro, por lo que aún es posible que este sonido sea ligeramente diferente de lo que predice el teorema, alrededor del 10%.
Para superar esta precisión, dijo, sería necesario extraer matices más claros de las formas de onda de las colisiones de agujeros negros, o construir un instrumento más sensible que LIGO, dijo Isi.
"La física está cada vez más cerca." Pero nunca puedes estar seguro.
Incluso puede ser que la señal de armónicos sea irreal y haya ocurrido por casualidad debido a fluctuaciones aleatorias en los datos. Entre otras cosas, informaron "confianza de 3,6 Sigma". Esto significa que aproximadamente 1 de cada 6.300 personas cree que este tono no es una señal real de un agujero negro.
A medida que los instrumentos mejoren y se detecten más ondas gravitacionales, todos estos números deberían volverse más confiables y precisos, dijo Isi. LIGO se ha actualizado, lo que hace que la detección de colisiones de agujeros negros sea una tarea muy rutinaria. Otra actualización prevista para mediados de 2020 lo hará 10 veces más sensible, informa Physics World. Después del lanzamiento de la antena espacial de interferencia láser (LISA) a mediados de la década de 1930, los astrónomos deberían haber podido determinar hasta qué punto era un agujero negro sin pelo, algo que hoy es imposible.
Sin embargo, dijo Isi, los agujeros negros pueden no estar completamente desnudos; pueden tener una pelusa cuántica de melocotón que es demasiado simple, demasiado suave y demasiado corta para que nuestros instrumentos la acepten.
Nueve ideas sobre los agujeros negros que te dejarán boquiabierto. Los 12 cuerpos celestes más extraños del universo, los mayores misterios sin resolver de la física, se publicaron por primera vez en "Life Science".