Agujero negro usado como mirilla

El estiramiento de la luz estelar cerca del agujero negro central de la Vía Láctea podría proporcionar una nueva ventana a las dimensiones extra.

Los agujeros negros han sido antes propuestos como potenciales mirillas extradimensionales. La gravedad es sorprendentemente débil a escalas macroscópicas, especialmente comparada con otras fuerzas fundamentales, y algunos físicos creen que la gravedad podría estar filtrándose desde el mundo tridimensional que habitan los humanos a las dimensiones extra no observadas. Las observaciones de los agujeros engros podrían ayudar (SN: 9/26/09, p. 22): Los agujeros negros menguantes podrían estar evaporándose en otras dimensiones, y cualquier diminuto agujero negro que pudiera producirse en el Gran Colisionador de Hadrones sería el resultado de una gravedad extra-fuerte a escalas de longitud micrométricas, lo que significaría que la relativa debilidad de la gravedad puede ser achacada a las dimensiones extra.

Esas pruebas dependen de agujeros negros cuya masa varía de muchas veces la masa del Sol a muchas veces menos la del núcleo atómico. Pero una nueva técnica propuesta el 14 de febrero en la reunión de la Sociedad Física Americana en Washington haría uso del objeto más masivo de la Vía Láctea: el agujero negro supermasivo del centro galáctico.

Con un peso de unas 4 millones de masas solares, ese agujero negro ejerce un tirón gravitatorio lo bastante grande para curvar la luz de las estrellas que orbitan cerca del mismo para que los observadores de la Tierra vean un fenómeno conocido como lente gravitatoria.

“Un potencial gravitatorio… hace varias cosas en la luz”, dice el estudiante graduado Amitai Bin-Nun de la Universidad de Pennsylvania. “Puede dividir la luz en múltiples imágenes, puede distorsionar dichas imágenes, y, lo más importante, esas imágenes pueden ser más o menos brillantes que la luz procedente de la fuente original”.

Bin-Nun eligió una estrella concreta cuya órbita la lleva lo bastante cerca del agujero negro supermasivo para distorsionar su luz. Llevó a cabo simulaciones de cómo cambiaría su brillo a lo largo de los próximos 10 años, suponiendo dos formas distintas de espacio-tiempo alrededor del agujero negro: una predicha por un universo de 4 dimensiones (tres espaciales y una temporal), y una que incluye los efectos de una quinta dimensión.

“Ésta es una prueba de qué aspecto tiene la gravedad alrededor de un agujero negro”, comenta.

Las simulaciones demostraron que en el pico de brillo de la estrella, que se alcanzará en 2018, la estrella será un 1,5 porciento más brillante si el universo tiene cuatro dimensiones en lugar de cinco.

Desafortunadamente, en cualquier caso la estrella sería demasiado tenue para ser observada por la mayor parte de los telescopios terrestres. “Esto es un reto observacional”, dice Bin-Nun, lo que puede quedarse algo corto. “Pero aún así es un resultado estadística y científicamente significativo”. Señala que un telescopio conocido como MICADO que está propuso para entrar en servicio la próxima década, debería ser capaz de detectar la estrella, y otras estrellas que no han sido descubiertas podrían ser mejores candidatas.

Si se observa tal diferencia de brillo, sería “increíblemente importante”, comenta Tom Murphy de la Universidad de California en San Diego. “Llega hasta la misma naturaleza del espacio y el tiempo”, Pero es escéptico sobre que tales observaciones sean posibles. “No es una prueba útil si no puede realizarse”, dice.

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Autor: Lisa Grossman
Fecha Original: 15 de febrero de 2010
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Vía Ciencia Kanija