Es inminente la difusión de la primera fotografía de un agujero negro

Riddley Scott debe estar verde de envidia.

Como espectadores de cine aferrados a sus butacas y volando con la imaginación, esta semana los astrónomos esperan poder ver finalmente al monstruo de la película: un agujero negro supuermasivo.

Hoy a las 9, en la Costa Este de Estados Unidos (10 AM en la Argentina), el grupo de astrónomos que maneja una red global de radiotelescopios llamada Event Horizon Telescope espera poder revelar las largamente esperadas fotos de un par de presuntos agujeros negros. Uno de los objetos está situado en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, enterrado en esa profundidad interestelar de polvo y gas, y tiene una masa equivalente a 4,1 millones de soles que ha pasado al universo de lo invisible.

El otro objeto está en el corazón de la gigantesca Galaxia Elíptica M87, de la constelación de Virgo, donde un agujero negro cuya masa es de 7000 millones de veces la de nuestro sol escupe chorros de energía a miles de años luz de distancia por el espacio.

Según los cálculos del grupo de astrónomos, y si todo sale bien, uno o ambos agujeros negros debería aparecer como una pequeña sombra iluminada desde atrás por radiación del centro galáctico.

Podrían ser circulares, ovalados, o de cualquier otra forma: todo depende de si están rotando, de si las ecuaciones einstenianas que las describen están ligeramente erradas, o de si escupen flujos de energía, razón por la cual los cuásares parecen arrojar fuegos artificiales que son visibles por todo el universo.

En ese punto negro, los sueños de los físicos mueren, el tiempo se detiene, el espacio-tiempo, la materia y la luz se disuelven en esa nada primordial de la que provienen, y los espectros de Einstein y Hawking se funden con la historia y la memoria. Por primera vez, los astrónomos apoyarán el ojo en la mirilla de la eternidad.

Todo eso si efectivamente logran capturar la imagen de esos monstruos. El equipo de Event Horizon ha mantenido un silencio absoluto. Nadie sabe a ciencia cierta si alguno de esos agujeros negros ha sido fotografiado.

La semana pasada, al ser abordado en el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, el director de Event Horizon Telescope, Shep Doeleman, se mostró eufórico, pero cauto a la vez. "Estamos trabajando muy duramente para verificar por cuadruplicado todos los resultados", dijo Doeleman.

Pero la actitud de Doeleman y sus colegas hace pensar que tienen algo para celebrar. Sus resultados se anunciarán en simultáneo en seis lugares del mundo, reflejo del vasto esfuerzo de colaboración internacional del proyecto. La conferencia de prensa que se realizará en el National Press Club de la ciudad de Washington DC será presidida por la directora de la Fundación Nacional para la Ciencia, France Córdova. Para esa noche, el equipo de Event Horizon y sus amigos han reservado el salón de fiestas del Museo Nacional del Aire y el Espacio.

Un siglo después

La revelación de las imágenes tendrá lugar casi exactamente un siglo después de que las imágenes de "esas estrellas torcidas en el cielo" hicieran famoso a Einstein y confirmaran su teoría de la relatividad general como una ley del cosmos.

Para sorpresa de Einstein, sus ecuaciones indicaban que si se concentraba demasiada materia o energía en un mismo lugar, el tiempo-espacio colapsaría sobre sí mismo atrapando la materia y luz a perpetuidad.

A Einstein la idea no le gustaba nada, pero actualmente hay consenso en que el universo está salpicado de agujeros negros a la espera de su oportunidad de aspirar todo lo que los rodea. Muchos son lápidas gravitacionales de estrellas que consumieron todo su combustible y colapsaron.

Cualquier duda que pudiese quedar sobre la existencia de los agujeros negros terminó de disiparse hace tres años, cuando el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitatorias, conocido como LIGO, detectó un choque de dos lejanos agujeros negros que sacudió el tejido espaciotemporal.

Desde entonces hay registros de otras colisiones, y los agujeros negros se han vuelto un tema tan rutinario que los astrónomos ya ni anuncian nuevos hallazgos.

Sin embargo, la perspectiva de poder finalmente "ver" lo que antes era invisible sí pone eufóricos a los astrónomos.

"¡La verdad que estoy muy entusiasmado con ver esa imagen!", dice Daniel Holz, de la Universidad de Chicago. "No es algo racional, porque yo sé que los números y la teoría ya han sido demostrados, ¡pero es emocionante tener finalmente una foto de primer plano, tan personal, de la cosa en sí!"

Priyamvada Natarajan, astrofísico de Yale que no participó del proyecto, dice: "Es muy estimulante, incluso desde los aspectos técnicos, poder acercarse tanto y de manera tan directa a un agujero negro."

Especialmente cuando el agujero negro en cuestión no es un cadáver estelar común y corriente, sino uno de esos mastodontes que anidan en el centro de las galaxias y determinan las condiciones climáticas del cosmos.

Y por más que las nuevas imágenes no den por tierra con la teoría de la relatividad, serán invaluables como primer vistazo de los astrónomos al corazón de esas entidades y al modo en que su energía causa catástrofes cósmicas.

Pispear entre la bruma

El centro de la Vía Láctea, a 26.000 años luz de la Tierra, coincide con una fuente de radio muy compacta llamada Sagitario A* (se lee como Sagitario A asterisco). Trazando las órbitas de las estrellas que rodean esa fuente, los astrónomos han calculado que sea lo que sea que está en su centro tiene una masa de 4 millones de soles.

Pero no emite ni luz visible ni infrarroja. Si no es un agujero negro, nadie sabe que podría ser. La única forma de estar seguro es pispear entre la bruma y registrar la sombra del olvido.

Y no es tarea menor. Según los cálculos estándar de Einstein, un agujero negro con una masa de 4,1 millones de soles tendría apenas 38 millones de kilómetros de ancho: un área diminuta para poder ser observada claramente a la distancia. Afortunadamente, la gravedad del agujero negro lo amplía y hace parecer del doble de su tamaño. Pero incluso discernir eso es como intentar detectar a simple vista desde la Tierra una naranja sobre la superficie de la Luna.

Hace falta un telescopio inmenso para ver algo tan pequeño. Y ahí es donde entra el Event Horizon Telescope, nombrado así por el punto de no retorno de los agujeros negros: todo lo que cruce ese umbral conocido como "horizonte de sucesos" cae en ese pozo de oscuridad sempiterna. El telescopio era el sueño de infancia del astrónomo Doeleman, quien se interesó en el estudio de los agujeros negros después de analizar la misteriosa actividad que se registra en el centro de las galaxias emisoras de violentas radiofrecuencias, como la M87.

Combinando datos de radiotelescopios situados en lugares tan distantes como el Polo Sur, Francia, Chile y Hawái, y utilizando la técnica conocida como interferometría de muy larga base, Doeleman y sus colegas convirtieron a la Tierra en entera en un gran telescopio.

A lo largo de la última década, la red fue sumando antenas y ganó sensibilidad. En abril de 2017, la red de ocho telescopios, sincronizados por relojes atómicos, observó fijamente durante 10 días el centro de la Vía Láctea y el centro de la gigante elíptica M87.

Durante los dos años que siguieron, los astrónomos se abocaron a reducir y cotejar los resultados. Como la masa de datos era demasiado pesada para ser enviada por internet, fue grabada en discos rígidos y llevada en avión de vuelta al Observatorio Haystack del MIT, en Westford, Massachusetts, y al Instituto de Radioastronomía Max Planck de Bonn, Alemania.

Doeleman dice que los datos provenientes del Polo Sur recién llegaron en diciembre de 2017, "porque durante el invierno, nada puede entrar ni salir de la Antártida."

El año pasado, el equipo se dividió en cuatro grupos independientes para ensamblar las imágenes de esa masa de datos. Para no perder objetividad y evitar las conclusiones sesgadas, los equipos no tenían contacto entre ellos.

Mientras tanto, el telescopio global seguía creciendo. En abril de 2018, se sumó al proyecto un telescopio de Groenlandia. Fue entonces que hicieron otra ronda de observaciones de la Vía Láctea y de la galaxia M87, y capturaron el doble de imágenes y datos obtenidos en 2017.

"Enganchamos nuestro vagón a la locomotora de la banda ancha", dice Doeleman. Esas nuevas observaciones no formarán parte de las revelaciones de este miércoles, pero permitirán que los astrónomos chequeen los resultados de 2017 y monitorear los cambios que puedan producirse en los agujeros negros con el paso de los años.

"El plan es seguir con estas observaciones indefinidamente para ver cómo van cambiando las cosas", dice Doeleman, embarcado de lleno en su nueva carrera de domador de bestias extragalácticas.

(Traducción de Jaime Arrambide)

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