Una de las colisiones de agujeros negros más extremas del universo acaba de demostrar que Einstein tenía razón

Los investigadores han observado precesión en todo, desde puntas de huso hasta sistemas estelares moribundos , pero nunca en objetos tan enormes como los sistemas de agujeros negros binarios, en los que las dos aspiradoras cósmicas orbitan alrededor de un centro común. Sin embargo, la teoría de la relatividad general de Einstein predijo hace más de 100 años que la precesión debería ocurrir en objetos tan grandes como los agujeros negros binarios. Ahora, dicen los autores del estudio, este raro fenómeno se ha observado en la naturaleza por primera vez.

“Siempre hemos pensado que los agujeros negros binarios pueden hacer esto”, dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Mark Hannam, director del Instituto de Exploración de Gravedad de la Universidad de Cardiff en el Reino Unido. “Esperábamos encontrar un ejemplo desde las primeras detecciones de ondas gravitacionales. Tuvimos que esperar cinco años y más de 80 detecciones separadas, ¡pero finalmente tenemos una!”

Los agujeros negros en cuestión eran muchas veces más masivos que el sol , y el mayor de los dos se estimaba en unas 40 masas solares. Los investigadores se enteraron por primera vez del par binario en 2020, cuando LIGO y Virgo detectaron una explosión de ondas gravitacionales liberadas por la supuesta colisión de los dos agujeros negros. El equipo denominó esta colisión GW200129, por la fecha de su descubrimiento (29 de enero de 2020).

Desde entonces, otros científicos han estudiado detenidamente los datos iniciales de ondas gravitacionales, descubriendo secretos cada vez más extraños sobre esta colisión épica. (Aunque los científicos solo tienen ondas gravitacionales para continuar y no tienen observaciones directas, no pueden determinar la ubicación precisa de los agujeros negros).

Por ejemplo, en mayo de 2022, un equipo de investigadores calculó que la fusión entre los dos agujeros negros era masiva y desequilibrada, según el sitio hermano de Live Science, Space.com , con ondas gravitacionales saliendo de la colisión en una dirección mientras el nuevo El agujero negro fusionado probablemente fue “expulsado” de su galaxia de origen a más de 4,8 millones de km/h (3 millones de mph) en la dirección opuesta.

Esta nueva investigación en Nature sugiere que los dos agujeros negros tenían una relación caótica antes de su fusión violenta. A medida que los dos objetos gigantescos tiraban uno del otro en una órbita cada vez más cercana, comenzaron a tambalearse como peonzas borrachas, con una precesión varias veces por segundo. Según los autores del estudio, se estima que este efecto de precesión es 10 mil millones de veces más rápido que cualquier otro que se haya medido.

Estos hallazgos reivindican a Einstein, quien predijo que tales efectos eran posibles en algunos de los objetos más grandes del universo. Pero los resultados también plantean la pregunta de si las fusiones de agujeros negros como esta son tan raras como se pensaba.

“El agujero negro más grande en este binario, que era unas 40 veces más masivo que el Sol, giraba casi tan rápido como era físicamente posible”, dijo el coautor del estudio Charlie Hoy, investigador de la Universidad de Cardiff en el momento del estudio. y ahora en la Universidad de Portsmouth en el Reino Unido. “Nuestros modelos actuales de cómo se forman los binarios sugieren que este fue extremadamente raro, tal vez uno entre mil. O podría ser una señal de que nuestros modelos deben cambiar”.