El Event Horizon Telescope (ngEHT) de próxima generación —un conjunto de radiotelescopios de todo el mundo que convergen para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra— está trabajando para crear la primera imagen en movimiento de un agujero negro.
“Queremos hacer películas dinámicas, en movimiento, vivas y que respiren sobre agujeros negros”, dijo el líder de ngEHT Pastor Doeleman En 2019, el equipo del EHT, que incluye a cientos de “ingenieros cinturón negro” (como los describe Doeleman), publicó la primera imagen de un agujero negro: una instantánea del agitado agujero negro supermasivo llamado M87*Tres años después, en 2022, EHT fotografió otro agujero negro supermasivo, este En el corazón de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.
Ahora, los investigadores quieren llevar esta imagen un paso más allá, creando una película de un agujero negro. Esta semana, los investigadores que trabajan en EHT anunciado que la red de telescopios puede ahora observar una nueva frecuencia más alta de 345 gigahercios (GHz), lo que hace que la realización de películas de agujeros negros esté “a nuestro alcance a finales de esta década”, dice Doeleman.
Inverse habló con Doeleman sobre los desafíos que tenemos por delante y por qué es importante el “cine de agujeros negros”.
Esta entrevista ha sido editada para mayor brevedad y claridad.
Si tuvieras que crear un vídeo de un agujero negro, ¿cuál elegirías y por qué?
Elegimos M87* para la primera imagen de un agujero negro porque no cambia mucho visualmente durante una noche de observación. Esto se debe a que es enorme. El agujero negro tiene seis mil quinientos millones de masas solares. Sagitario A* (Sgr A*), el agujero negro de cuatro millones de masas solares en el centro de la Vía Láctea, es comparativamente diminuto. Su diminuto tamaño significa que gira mil veces más rápido y cambia de apariencia mientras intentamos tomar su fotografía. Así que eso es un problema.
Pero, en última instancia, queremos filmar ambas. Si bien M87* es una mejor candidata, eso no significa que no queramos filmar Sgr A* en algún momento.
¿Cómo se graba un vídeo de un agujero negro?
En el caso de M87*, lo haríamos de esta manera: cada tres días, que es aproximadamente el tiempo que hay que esperar para ver un pequeño movimiento en M87*, tomaríamos una fotografía de la imagen. Luego crearíamos un vídeo con lapso de tiempo de estas imágenes, lo que probablemente llevaría unos tres meses. Si todo sale bien, podríamos ver las órbitas de material alrededor de ese agujero negro supermasivo.
¿Seremos capaces alguna vez de grabar un vídeo de Sgr A*?
Para Sgr A*, sólo tendríamos que esperar una noche. En una noche, veríamos muchas órbitas de materia y luz alrededor del agujero negro. Pero para que eso funcione, el EHT necesitaría muchos más telescopios. Debido a que Sgr A* cambia tan rápidamente, tendríamos que colocarlos en los lugares correctos para asegurarnos de poder tomar una imagen cada cinco minutos.
Esta semana, el equipo del EHT confirmó que la red de telescopios es capaz de obtener imágenes en esta frecuencia más alta de 345 GHz. ¿Cómo ayudará esto a la realización de películas de agujeros negros?
Estamos un poco entusiasmados con esto.
Para los científicos, esto nos ayuda a comprender la física y también las predicciones de Einstein sobre lo que sucede muy cerca del agujero negro.
Si quieres capturar la dinámica loca de Sgr A*, entonces realmente tienes que observar el agujero negro (en ambas frecuencias) simultáneamente. Sgr A*, por ejemplo, cambia tan rápido que no tendrías la oportunidad de cambiar entre esas dos frecuencias y aún así obtener la misma imagen. Tener dos frecuencias duplica la cantidad de puntos de datos. Eso nos da una resolución angular más alta.
Pero si se pasa a una frecuencia como 345 GHz, todo se vuelve más difícil. La atmósfera absorbe más ondas de radio. Los receptores se vuelven más ruidosos. Todo está en contra. Una de las formas de superar esto es observar dos o incluso tres frecuencias simultáneamente. Se pueden utilizar las detecciones en la frecuencia más baja y corregir algunos de los datos en la frecuencia más alta.
El hecho de tener dos frecuencias también demuestra que podemos crear imágenes multicolor de estos objetos. También podemos distinguir diferentes efectos alrededor del agujero negro, como la actividad cerca del horizonte de sucesos frente a los chorros que emanan del agujero negro. El agujero negro en ciertas áreas se verá muy diferente en las diferentes frecuencias, pero alrededor del horizonte de sucesos, podría verse muy similar.
Para que quede claro, estos colores serían colores falsos, ¿no? Le están dando información al observador, pero no es el color que verías si estuvieras tan cerca de un agujero negro.
Exactamente. Lo que observamos desde estos agujeros negros son ondas de radio. Ahora bien, sigue siendo luz. Es parte del espectro electromagnético, pero ciertamente no podríamos verla con nuestros ojos. Podríamos escucharla con una radio y oiríamos diferentes tonos, diferentes tonos. Pero no podríamos verla con nuestros ojos. Estos solo son sensibles a una pequeña y delgada franja del espectro electromagnético.
Tener esas dos frecuencias de radio es, en efecto, una manera de poder ver, a través de un falso color, el agujero negro.
Estas dos imágenes muestran observaciones del agujero negro M87* realizadas por la red EHT con un año de diferencia. Revelan lo que los responsables del EHT llaman “un anillo de emisión familiar y brillante” del mismo tamaño que el que vieron en la primera imagen. En la segunda imagen, la parte más brillante del anillo en 2018 se ha desplazado unos 30º con respecto a la primera imagen.
¿Cuál es su objetivo final para este proyecto?
En estos momentos, el EHT está realizando pruebas con frecuencias duales. Esperamos implementar algunas de estas nuevas capacidades en los próximos años. El proyecto ngEHT, en concreto, tiene como objetivo crear nuevos sitios capaces de observar tres frecuencias. Observar las tres frecuencias juntas realmente permitirá obtener una visión en color real de los agujeros negros y distinguir diferentes tipos de actividad.
¿Qué revelará esta frecuencia más alta?
El EHT nos está acercando al horizonte de sucesos (el límite más allá del cual ni siquiera la luz puede escapar de la inmensa gravedad del agujero negro) lo más cerca que podemos llegar como humanos. Estamos casi allí. Nunca veremos realmente el horizonte de sucesos, porque, por supuesto, la luz no puede escapar de él, pero si podemos observar su sombra y el anillo de luz alrededor del agujero negro, eso nos acercará lo más posible.
Ahora, la forma en que la frecuencia de 345 GHz dará el siguiente paso es que podremos empezar a probar la teoría de la gravedad de Einstein con mayor detalle. Podremos buscar desviaciones de la teoría de Einstein, más cerca del horizonte de sucesos. También podremos ver con mayor detalle cómo el agujero negro genera chorros de salida, como los chorros que salen de M87*.
¿Será esta la última palabra sobre horizontes de sucesos y agujeros negros? No lo creo, pero ahí está lo bueno. Vamos avanzando paso a paso.
Imagínese si pudiera ver la materia orbitando alrededor del agujero negro. Esa es una prueba completamente diferente de la gravedad de Einstein y nos dirá mucho sobre la rotación del agujero negro, su inclinación y cómo está orientado respecto de nuestra línea de visión. Quién sabe qué más podremos ver cuando tengamos esta nueva perspectiva.
¿Cuándo, según nuestras informaciones, podremos ver la primera película de un agujero negro?
Ésa es la gran pregunta.
Será una progresión lenta, sin duda, pero creo que tendremos películas de agujeros negros en alta definición y que nos dejarán boquiabiertos a finales de esta década.
¿Cómo te hace sentir eso?
Sabes, después de que hicimos la primera imagen de agujeros negros, pensé que nada podría superar esto. Ahora que he visto la promesa del cine de agujeros negros, estoy más emocionado que nunca.
