Agujeros negros: señal cósmica sacude la Tierra después de 7 mil millones de años

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La impresión de un artista de los últimos momentos antes de la fusión de dos agujeros negros

Imagínese la energía de ocho soles liberada en un instante.

Esta es la “onda de choque” gravitacional que se extendió desde la fusión más grande hasta ahora observada entre dos agujeros negros.

La señal de este evento viajó durante unos siete mil millones de años para llegar a la Tierra, pero aún era lo suficientemente fuerte como para hacer sonar los detectores láser en los EE. UU. E Italia en mayo del año pasado.

Los investigadores dicen que los agujeros negros en colisión produjeron una sola entidad con una masa 142 veces mayor que la de nuestro Sol.

Esto es digno de mención. La ciencia ha rastreado durante mucho tiempo la presencia de agujeros negros en el cielo que son un poco más pequeños o incluso mucho más grandes. Pero esta nueva observación inaugura una nueva clase de los llamados agujeros negros de tamaño intermedio en el rango de 100-1.000 masas solares (o solares).

El análisis es el último en salir del internacional LIGOVIRGO colaboración, que opera tres sistemas de detección de ondas gravitacionales súper sensibles en América y Europa.

Agujeros negros: señal cósmica sacude la Tierra después de 7 mil millones de años

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Título de los mediosSimulación: la colisión del agujero negro produjo un tren de ondas gravitacionales

¿Qué es un agujero negro?

  • Un agujero negro es una región del espacio donde la materia se ha derrumbado sobre sí misma.
  • La atracción gravitacional es tan fuerte que nada, ni la luz del evento, puede escapar.
  • Los agujeros negros emergerán de la desaparición explosiva de ciertas estrellas grandes
  • Pero algunos son verdaderamente gigantescos y tienen miles de millones de veces la masa de nuestro Sol.
  • Se desconoce cómo se formaron estos monstruos, que se encuentran en los centros de las galaxias
  • Los agujeros negros se detectan por la forma en que influyen en su entorno
  • Producen ondas gravitacionales observables a medida que giran en espiral entre sí.

Los instrumentos de interferómetro láser de la colaboración “escuchan” las vibraciones en el espacio-tiempo que son generadas por eventos cósmicos verdaderamente cataclísmicos, y el 21 de mayo de 2019, todos fueron activados por una señal nítida que dura solo una décima de segundo.

Los algoritmos informáticos determinaron que la fuente son los momentos finales de dos agujeros negros en espiral, uno con una masa 66 veces mayor que la de nuestro Sol y el otro con 85 masas solares.

La distancia a la fusión se calculó en el equivalente a 150 mil millones de billones de kilómetros.

“Es realmente asombroso”, dijo el profesor Nelson Christensen del Observatorio Côte d’Azur en Francia. “Esta señal se propagó durante siete mil millones de años. Así que este evento ocurrió ‘justo antes del medio tiempo’ para el Universo, y ahora movió mecánicamente nuestros detectores aquí en la Tierra”, explicó a BBC News.

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El laboratorio láser europeo VIRGO tiene su sede en la provincia italiana de Pisa

Ondas gravitacionales: ondas en el espacio-tiempo

  • Las ondas gravitacionales son una predicción de la teoría general de la relatividad.
  • Se necesitaron décadas para desarrollar la tecnología para detectarlos directamente.
  • Son ondas en el tejido del espacio-tiempo generadas por eventos violentos.
  • Las masas aceleradas producirán ondas que se propagan a la velocidad de la luz.
  • Las fuentes detectables incluyen la fusión de agujeros negros y estrellas de neutrones
  • Láseres de fuego LIGO-VIRGO en túneles largos en forma de L; las olas perturban la luz
  • La detección de las ondas abre el Universo a investigaciones completamente nuevas

La participación de un objeto de 85 masas solares en la colisión ha hecho que los científicos de la colaboración se sientan porque su comprensión de cómo se forman los agujeros negros a partir de la muerte de una estrella no puede explicar algo en esta escala.

Las estrellas, cuando agotan su combustible nuclear, experimentarán un colapso explosivo del núcleo para producir un agujero negro, si son lo suficientemente grandes. Pero la física que se supone que opera dentro de las estrellas sugiere que la producción de agujeros negros en el rango de masa particular entre 65 y 120 masas solares es imposible. Las estrellas moribundas que podrían producir tales entidades en realidad se destrozan y no dejan nada atrás.

Si la ciencia es correcta en este punto, entonces la explicación más probable de la existencia de un objeto de 85 masas solares es que él mismo fue el resultado de una unión de agujeros negros incluso anterior.

Y eso, cree el profesor Martin Hendry, de la Universidad de Glasgow, Reino Unido, tiene implicaciones sobre cómo evolucionó el Universo.

“Estamos hablando aquí de una jerarquía de fusiones, una posible vía para hacer agujeros negros cada vez más grandes”, dijo. “Entonces, ¿quién sabe? Este agujero negro de 142 masas solares puede haberse fusionado con otros agujeros negros muy masivos, como parte de un proceso de acumulación que llega hasta los agujeros negros supermasivos que creemos que están en el corazón de las galaxias “.

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El descubrimiento sugiere que existe una jerarquía de fusiones que conducen a agujeros negros cada vez más grandes

La colaboración LIGO-VIRGO informa sobre el evento del 21 de mayo de 2019 (catalogado como GW190521) en dos artículos académicos.

Uno es en la revista Physical Review Letters y describe el descubrimiento. El segundo se puede encontrar en The Astrophysical Journal Lettersy analiza las propiedades físicas de la señal y las implicaciones científicas.

GW190521 es uno de los más de 50 activadores de ondas gravitacionales que se están investigando actualmente en los laboratorios de láser.

El ritmo de la investigación ha aumentado rápidamente desde que la colaboración realizó su primera detección de ondas gravitacionales, ganadora del Premio Nobel, en 2015.

“Estamos aumentando la sensibilidad de los detectores y, sí, podríamos terminar haciendo más de una detección al día. ¡Tendremos una lluvia de agujeros negros! Pero esto es hermoso porque aprenderemos mucho más sobre ellos”, dijo el Prof. Alessandra Buonanno, directora del Instituto Max Planck de Física Gravitacional en Potsdam, le dijo a BBC News.


  • Se alimenta un láser a la máquina y su rayo se divide a lo largo de dos caminos
  • Los caminos separados rebotan hacia adelante y hacia atrás entre espejos amortiguados
  • Finalmente, las dos partes de luz se recombinan y se envían a un detector.
  • Las ondas gravitacionales que atraviesan el laboratorio deben perturbar la configuración.
  • La teoría sostiene que deberían estirar y apretar muy sutilmente su espacio
  • Esto debería mostrarse como un cambio en la longitud de los brazos ligeros.
  • El fotodetector captura esta señal en el haz recombinado

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Los laboratorios láser se actualizan constantemente para mejorar su sensibilidad.

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