Premio Nobel de Física a la explicación y descubrimiento de agujeros negros

2020/10/06 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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La Real Academia Sueca de Ciencias premiará con los premios Nobel de Física a los autores de los dos descubrimientos que han sido claves para desentrañar los secretos de los agujeros negros. Por un lado, Roger Penros recibirá la mitad del premio por demostrar que la teoría general de la relatividad predice la creación de agujeros negros, y por otro, Reinhard Genzec y Andrea Gheze recibirán la otra mitad por encontrar un objeto supermasivo compacto en el centro de nuestra galaxia.

Será la cuarta mujer en recibir el premio Nobel de Física de Guez. Le han precedido Marie Curie (1903), Maria Goeppert-Mayer (1963) y Donna Strickland (2018), y nunca completamente. En cambio, 207 hombres han sido premiados en esta categoría, 47 de ellos de forma individual.

Agujeros negros consecuencia de la teoría general de la relatividad

El año pasado, la astrofísica fue el campo premiado en la categoría de Física, en concreto, el reconocimiento a quienes han descubierto los primeros exoplanetas y han explicado la evolución del universo. Una vez más el premio ha vuelto a la astrofísica, dando protagonismo a los agujeros negros. La Fundación Nobel ha destacado que Albert Einstein no sabía que existían agujeros negros. En enero de 1965, diez años después de la muerte de Einstein, el matemático Roger Penrose (Universidad Oxford) demostró que los agujeros negros son consecuencia directa de la teoría general de la relatividad mediante métodos matemáticos. Este trabajo sigue siendo considerado como una de las aportaciones más importantes a la teoría general de la relatividad.

De hecho, los agujeros negros son una de las conclusiones más singulares de la teoría general de la relatividad. Penros aprovechó el concepto de superficie atrapada para explicar la naturaleza de los agujeros negros. En una superficie atrapada todos los rayos se dirigen a un centro aunque la superficie se incline hacia el exterior o hacia el interior. Utilizando superficies atrapadas, Penrose fue capaz de comprobar que un agujero negro conserva siempre una singularidad, un límite de tiempo y espacio. Su densidad es infinita y hasta ahora no hay teoría para explicar este extraño fenómeno a través de la física.

Los conceptos matemáticos desarrollados por Penros han sido fundamentales para el estudio de los agujeros negros y el universo.

Un objeto supermasivo compacto en el centro de la galaxia

Reinhard Genzec (Instituto Max Planc y la Universidad de California, Berckley) y Andrea Gheze (Universidad de California) lideran por separado equipos de investigación del centro de nuestra galaxia.

Desde 1990 se ha centrado en el área de Sagitario A*. Guiados por las órbitas de las estrellas, se han recogido fuertes evidencias de que esconde un objeto supermasivo compacto. Y la única explicación posible es que se trata de un agujero negro.

Desde hace más de 50 años los físicos han creído que en el centro de la Vía Láctea hay un agujero negro. Sin embargo, no conseguían una explicación consistente. A partir de 1990, sin embargo, los telescopios gigantes y los instrumentos avanzados permitieron un mejor estudio del Sagittarius A*. Genzec y Ghezi refinaron herramientas y técnicas para poder realizar estudios a largo plazo.

El equipo Genzelen utilizó inicialmente NTT (New Technology Telescope) y después VLT (Very Large Telescope), ambas en Chile. Ghezena utilizó el observatorio de Keck (Hawaii). Durante 30 años han observado el centro de nuestra galaxia y ambas han llegado a la misma conclusión: el agujero negro en el centro de la galaxia tiene 4 millones de masa mayor que el Sol y se encuentra en una zona de tamaño de nuestro sistema solar. Ahora, gracias a Event Horizon Telescope, que recibió la primera imagen de un agujero negro, tienen la esperanza de conocerlo aún mejor.