La detección de ondas gravitacionales confirma la 'profecía' de Einstein y Hawking sobre los agujeros negros

Los científicos acaban de registrar la señal de onda gravitacional más detallada de una colisión de agujeros negros, confirmando así por primera vez que dos predicciones importantes de Einstein y Hawking sobre los agujeros negros son correctas.

Cuando dos agujeros negros se fusionan, crean ondulaciones en el espacio llamadas ondas gravitacionales. Los detectores en la Tierra pueden captar estas señales, lo que ayuda a los científicos a comprender mejor el universo. - Foto: Maggie Chiang/Fundación Simons

Los agujeros negros, "monstruos cósmicos" con una atracción gravitatoria tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar, han sido durante mucho tiempo un tema fascinante para los científicos.

A pesar de haber aparecido en los trabajos teóricos de Albert Einstein hace más de un siglo y de haber sido estudiados extensamente por Stephen Hawking en el siglo XX, los agujeros negros siguen siendo el tema más inaccesible del universo debido a su naturaleza "invisible".

Ondas gravitacionales: la clave para abrir la puerta a la investigación de agujeros negros

En 2015, el Observatorio de Ondas Gravitacionales LIGO (EE. UU.) registró por primera vez ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio-tiempo causadas por la colisión de dos agujeros negros en los confines del universo. Este descubrimiento se comparó con la apertura de una nueva perspectiva para observar el universo y, además, brindó la oportunidad de verificar directamente teorías sobre los agujeros negros.

Sin embargo, los datos iniciales no son lo suficientemente detallados como para confirmar dos predicciones importantes.

Una de ellas es la teoría de Kerr de Einstein. Según la relatividad general, los agujeros negros pueden describirse únicamente mediante dos propiedades básicas: masa y espín. Todas las demás propiedades «desaparecen» al caer en un agujero negro, lo que se conoce como el «teorema de la ausencia de pelo».

En segundo lugar está el Teorema del Área de Hawking. Stephen Hawking predijo en 1971 que el área del horizonte de sucesos de un agujero negro, el límite del cual nada puede escapar, solo puede permanecer igual o aumentar con el tiempo, nunca disminuir.

Esto se considera un principio similar a la segunda ley de la termodinámica, que establece que la entropía (grado de desorden) del universo siempre está aumentando.

Un gran avance tras una década

Según Sciencedaily , la colaboración internacional LIGO-Virgo-KAGRA publicó recientemente nuevos resultados de investigación en la revista Physical Review Letters . Registraron la señal de ondas gravitacionales más detallada jamás captada, originada por la colisión de dos agujeros negros (evento GW250114), que formaron un agujero negro gigante con una masa 63 veces mayor que la del Sol y que gira hasta 100 veces por segundo.

Gracias a la tecnología punta, los científicos han obtenido por primera vez una imagen completa del antes y el después de la fusión de dos agujeros negros. A partir de estos datos, han confirmado simultáneamente dos hipótesis:

Los agujeros negros se describen de forma precisa mediante la masa y el espín, tal como predijo la teoría general de la relatividad de Einstein.

El área del horizonte de sucesos solo aumenta después de la fusión, de acuerdo con el teorema del área de Hawking.

Einstein (derecha) y Hawking (izquierda) realizaron evaluaciones precisas sobre la naturaleza de los agujeros negros. - Foto: MashableIndia

Desde los agujeros negros hasta la naturaleza del universo

La demostración del teorema de Hawking revela un sorprendente paralelismo entre los agujeros negros y la termodinámica. En otras palabras, el crecimiento del área de un agujero negro se asemeja a un aumento de la entropía, lo que implica que los agujeros negros podrían ser una «ventana matemática» hacia nuestra comprensión de la naturaleza del espacio, el tiempo y el mayor desafío de la física moderna: unificar la relatividad general y la mecánica cuántica en una teoría de la gravedad cuántica.

«Esta es la evidencia más clara hasta la fecha de que los agujeros negros del universo realmente se ajustan a la teoría de Einstein», afirmó Maximiliano Isi, miembro del equipo de investigación. «El hecho de que el área de un agujero negro obedezca la misma ley que la entropía tiene profundas implicaciones para la naturaleza del universo».

En la próxima década, los detectores de ondas gravitacionales serán diez veces más sensibles que en la actualidad. Un sucesor de la antena espacial interferométrica láser, actualmente en construcción, promete captar las vibraciones de los agujeros negros supermasivos situados en el centro de las galaxias.

Más de cien años después de que Einstein predijera los agujeros negros con ecuaciones matemáticas, y más de medio siglo después de que Hawking lo demostrara teóricamente, la humanidad ha comenzado ahora a "oír" y "ver" directamente las señales que les dan la razón.

Los agujeros negros, que antes solo existían en los libros de ciencia, se están convirtiendo gradualmente en entidades "reales" ante los ojos de los astrónomos, y cada señal de onda gravitacional registrada supone un paso adelante para ayudar a los humanos a comprender mejor el misterioso universo en el que vivimos.

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MINH HAI

Fuente: https://tuoitre.vn/phat-hien-song-hap-dan-xac-nhan-tien-tri-cua-einstein-va-hawking-ve-ho-den-20250913075131812.htm