La major part del que sabem sobre els forats negres es basa en proves indirectes. La relativitat general prediu l’estructura d’un forat negre i com es mou la matèria al seu voltant, i les simulacions per ordinador basades en la relativitat es comparen amb el que observem, des dels discs d’acreció que remolinen al voltant d’un forat negre fins als immens raigs de material que llencen relativísticament velocitats. El 2019, els radioastrònoms van capturar la primera imatge directa del forat negre supermassiu a M87. Això ens permet provar els límits de la relativitat d’una manera nova i emocionant.

La relativitat general és una teoria científica sòlida que ha superat nombroses proves científiques. Però no està exempta de problemes. El més significatiu és que no juga bé amb l’altra teoria científica sòlida, la mecànica quàntica. Els físics teòrics han proposat diverses alternatives a la relativitat general. Aquests models només difereixen lleugerament de la teoria d’Einstein, cosa que els fa difícils de provar. Un nou article a Physical Review Letters mostra què ens poden explicar les nostres observacions sobre el forat negre M87 sobre aquests models alternatius.

La resplendor anellada difusa que veiem a la imatge de M87  és causada per la llum de ràdio que ha estat desviat gravitacionalment pel forat negre. És essencialment una ombra del forat negre amb una vora brillant i amb lents gravitacionals. La relativitat general prediu la mida de l’ombra a partir de la massa del forat negre i les regions més brillants i fosques de l’anell a partir de la rotació del forat negre. Les alternatives a la relativitat general predirien mides d’ombres i formes d’anells lleugerament diferents. Així doncs, un equip va examinar les dades de l’M87 i va preguntar com limita les teories alternatives.

Primera imatge directa del forat negre supermassiu a M87. Crèdit: Horizon Telescope

Qualsevol alternativa a la relativitat general farà prediccions diferents sobre el comportament de la gravetat a les regions extremes properes a un forat negre. Algunes d’aquestes alternatives difereixen de manera més significativa que d’altres. L’equip va comprovar que la mida observada de M87 dóna a aquests models alternatius molt poca capacitat per moure’s. Els observatoris d’ones gravitacionals LIGO i Virgo han confirmat la relativitat general per a les regions de forats negres fins a aproximadament 150 masses solars. Aquest nou estudi millora això en un factor de 500. Això vol dir que si una teoria alternativa és correcta, les seves diferències només han de situar-se en regions gravitacionals extremadament fortes. Més fort que les zones al voltant de la majoria de forats negres.

Aviat, els astrònoms llançaran una imatge directa del forat negre supermassiu de la nostra pròpia galàxia. Quan ho facin, podria reduir encara més la sala de moviments. O podria revelar l’ombra de la nova física més enllà del que fins i tot Einstein podria imaginar.

Open chat
Necessites més informació. Fes clic aquí