Esta impresión artística muestra dos agujeros negros que están en espiral entre sí y eventualmente se unirán. LIGO, el observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser, detectó una fusión de agujero negro por primera vez en 2015, que detectó las ondas gravitacionales (fluctuaciones en el tejido del espacio-tiempo) creadas por la colisión gigante.
Los agujeros negros y las ondas gravitacionales son predicciones de la relatividad general de Albert Einstein, que se presentó en 1915 y sigue siendo la mejor teoría para describir la gravedad en todo el Universo.
Karl Schwarzschild derivó las ecuaciones para los agujeros negros en 1916, pero se mantuvo como una curiosidad teórica durante varias décadas, hasta que las observaciones de rayos X realizadas con telescopios espaciales pudieron finalmente sondear la emisión altamente energética de la materia en la proximidad de estos objetos extremos. La primera imagen de la silueta oscura de un agujero negro, proyectada contra la luz de la materia en su entorno inmediato, solo fue capturada recientemente por el Telescopio Horizon del Evento y publicada el mes pasado.
En cuanto a las ondas gravitacionales, fue el propio Einstein quien predijo su existencia a partir de su teoría, también en 1916, pero tomaría un siglo más para finalmente observar estas fluctuaciones. Desde 2015, los observatorios terrestres LIGO y Virgo se han reunido en una docena de detecciones, y la astronomía de ondas gravitacionales es un nuevo campo de investigación en crecimiento.
Pero otra de las predicciones de Einstein encontró la prueba observacional mucho antes: la curvatura gravitatoria de la luz, que se demostró pocos años después de que apareciera la teoría, durante un eclipse total de Sol en 1919.
En el marco de la relatividad general, cualquier objeto con masa dobla el tejido del espacio-tiempo, desviando el camino de cualquier cosa que pase cerca, incluida la luz. Una representación artística de esta distorsión, también conocida como lente gravitacional, se representa en esta representación de dos agujeros negros que se fusionan.
Hace cien años, los astrónomos se dispusieron a probar la relatividad general, observando si la masa del Sol desvía la luz de estrellas distantes y en qué medida. Este experimento solo podría realizarse ocultando la luz del Sol para revelar las estrellas a su alrededor, algo que es posible durante un eclipse total de sol.
El 29 de mayo de 1919, Sir Arthur Eddington observó las estrellas distantes alrededor del Sol durante un eclipse desde la isla de Príncipe, en África Occidental, mientras que Andrew Crommelin realizó observaciones similares en Sobral, en el noreste de Brasil. Los resultados, presentados seis meses después, indicaron que las estrellas observadas cerca del disco solar durante el eclipse fueron ligeramente desplazadas, con respecto a su posición normal en el cielo, aproximadamente por la cantidad predicha por la teoría de Einstein para que la masa del Sol haya desviado su luz. .
"Lights All Askew in the Heavens", encabezó el New York Times en noviembre de 1919 para anunciar el triunfo de la nueva teoría de Einstein. Esto inauguró un siglo de emocionantes experimentos que investigan la gravedad en la Tierra y en el espacio, lo que demuestra la relatividad general con mayor y más precisión.
Hemos realizado saltos gigantes en los últimos cien años, pero todavía tenemos mucho por descubrir. Athena, el futuro observatorio de rayos X de la ESA, investigará con un detalle sin precedentes los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de las galaxias. LISA, otra futura misión de la ESA, detectará ondas gravitacionales desde la órbita, buscando las fluctuaciones de baja frecuencia que se liberan cuando dos agujeros negros supermasivos se fusionan y solo se pueden detectar desde el espacio.
Ambas misiones se encuentran actualmente en la fase de estudio y su lanzamiento está programado para principios de la década de 2030. Si Athena y LISA podrían operar conjuntamente durante al menos unos pocos años, podrían realizar un experimento único: observar la fusión de agujeros negros supermasivos tanto en ondas gravitacionales como en rayos X, utilizando un enfoque conocido como astronomía de mensajería múltiple.
Nunca antes hemos observado tal fusión: necesitamos que LISA detecte las ondas gravitacionales y nos diga dónde mirar en el cielo, luego necesitamos que Atenea lo observe con alta precisión en los rayos X para ver cómo afecta la poderosa colisión al gas. Rodeando los agujeros negros. No sabemos qué sucede durante un choque tan cósmico, por lo que este experimento, como el eclipse de 1919 que demostró por primera vez la teoría de Einstein, está dispuesto a sacudir nuestra comprensión de la gravedad y el Universo.
http://www.esa.int/Highlights/Week_In_Images_20_24_May_2019#6
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