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Cuando dos agujeros negros se fusionan en uno, hay un breve período en el que el nuevo agujero negro oscila, enviando ondas gravitacionales débiles. A esto se le llama ringdown. Hasta ahora los científicos asumían que sería demasiado difícil de detectar con la tecnología actual y se tendría que esperar décadas hasta lograrlo.
Pero los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) analizaron una colisión de agujeros negros detectada en 2015 (GW 150914) y hallaron el modo de extraer la reverberación del momento inmediatamente posterior al pico de señal, que marca la colisión de ambos agujeros.
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Los autores del estudio publicado en la revista en Physical Review Letters pudieron aislar un patrón de timbre que era específico de un agujero negro recién formado. Específicamente, identificaron dos tonos distintos, cada uno con un tono y una tasa de caída que pudieron medir.
"Detectamos una señal de onda gravitacional general que está compuesta de múltiples frecuencias, que se desvanecen a diferentes velocidades, como los diferentes tonos que forman un sonido", explica Isi. "Cada frecuencia o tono corresponde a una frecuencia vibratoria del nuevo agujero negro".
"Esto es emocionante para la comunidad porque muestra que este tipo de estudios son posibles ahora, no en 20 años", dice Isi.
Einstein tenía razón, una vez más
La teoría de la relatividad general de Albert Einstein afirmaba que un agujero negro, producto de la colisión de dos agujeros negros masivos, debería "sonar" al momento de su formación y generar ondas gravitacionales, como si se trataran de las
Según Einstein, las únicas características del agujero negro (masa y el giro) quedarían registradas en este "sonido" como si se tratara de una firma.
Los físicos del MIT analizaron las ondas gravitacionales de la colisión de dos agujeros negros detectada en el 2015 y comprobaron que su patrón de sonido predice la masa y el giro del agujero negro, lo cual corrobora las predicciones de Einstein.
Los hallazgos también muestran que los agujeros negros, según la teoría del físico alemán, deberían exhibir solo tres propiedades observables: masa, centrifugado y carga eléctrica. Todas las otras características, que el físico John Wheeler denominó "pelo", deberían ser tragadas por el agujero negro en sí, y por lo tanto no podrían ser observables.
Los autores del reciente trabajo identificaron el patrón del sonido de la colisión de agujeros negros y, al usar las ecuaciones de Einstein, calcularon la masa y el giro que debería tener el agujero negro resultante. Los cálculos coincidieron con las mediciones de la masa y el giro realizados previamente por otros estudios.
La importancia de este estudio es que respalda la noción de que los agujeros negros carecen de propiedades extrañas y adicionales a las predichas por Einstein.
"Todos esperamos que la relatividad general sea correcta, pero esta es la primera vez que lo confirmamos de esta manera", señaló Maximiliano Isi, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT y autor principal del estudio. “Esta es la primera medición experimental que logra probar directamente el teorema del no 'pelo'".
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