Los científicos han captado ondas de choque de la órbita de agujeros negros supermasivos en el corazón de galaxias distantes a medida que comienzan a fusionarse.
Esta puede ser la primera evidencia directa de agujeros negros gigantes que distorsionan el espacio y el tiempo a medida que se acercan en espiral.
La teoría es que así es como crecen las galaxias. Ahora los astrónomos pronto podrán ver cómo sucede.
Estas distorsiones ocurren todo el tiempo, en todo el Universo.
Uno de los grupos que hizo el descubrimiento es el European Pulsar Timing Array Consortium (EPTA), dirigido por el profesor Michael Kramer del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn.
Le dijo a BBC News que el descubrimiento tenía el potencial de cambiar para siempre las ideas de los astrónomos sobre el cosmos.
«Podría decirnos si la teoría de la gravedad de Einstein está equivocada; podría decirnos qué es realmente la materia oscura y la energía oscura, las cosas misteriosas que componen la mayor parte del Universo; y podría darnos una nueva ventana a nuevos teorías de la física».
Un estudio adicional podría brindar nuevos conocimientos sobre el papel que juegan los agujeros negros supermasivos en la evolución de todas las galaxias.
La Dra. Rebecca Bowler, de la Universidad de Manchester, le dijo a BBC News que los investigadores creen que hay agujeros negros gigantes en el corazón de todas las galaxias y que crecen durante miles de millones de años. Pero hasta ahora todo ha sido teoría.
«Sabemos que hay agujeros negros supermasivos, pero no sabemos cómo llegaron allí. Una posibilidad es que los agujeros negros más pequeños se fusionen, pero ha habido poca evidencia observacional de esto».
«Pero con estas nuevas observaciones podríamos ver tal fusión por primera vez. Y eso nos dirá directamente cómo se forman los agujeros negros más masivos», dijo.
Las observaciones se realizaron estudiando señales de estrellas muertas llamadas púlsares. Estos giran y envían ráfagas de señales de radio a intervalos extremadamente precisos.
Pero los investigadores, que incluyen a astrónomos del Telescopio Lovell en Jodrell Bank en Cheshire y de la Universidad de Birmingham, han descubierto que estas señales llegan a la Tierra ligeramente más rápido o más lento de lo que deberían. Y dicen que la distorsión del tiempo es consistente con las ondas gravitacionales creadas por la fusión de agujeros negros supermasivos en todo el Universo.
El Dr. Stanislav Babak del Laboratorio APC en CNRS, Francia, dijo que las ondas gravitacionales transportaban información sobre «algunos de los secretos mejor guardados del Universo».
Las ondas gravitacionales recién encontradas son diferentes a las detectadas hasta la fecha. Esas ondas anteriores son causadas por agujeros negros mucho más pequeños, del tamaño de una estrella, que chocan entre sí.
Se cree que el tipo descrito en la investigación más reciente proviene de agujeros negros que son cientos de millones de veces más masivos y que se mueven en espiral unos sobre otros a medida que se acercan cada vez más.
Su agitación gravitacional es tan poderosa que distorsiona el tiempo y el espacio, un proceso que puede continuar durante miles de millones de años hasta que los agujeros negros supermasivos finalmente se fusionan.
Las ondas gravitacionales que los científicos han descubierto anteriormente pueden considerarse breves retumbos, mientras que las nuevas son similares a un zumbido de fondo que nos rodea todo el tiempo.
Su próximo paso es tomar más lecturas y combinar observaciones. A medida que se avanza, otro objetivo es poder descubrir pares individuales de agujeros negros supermasivos, suponiendo que sean la fuente.
Es posible que las ondas gravitacionales también puedan ser causadas por otros fenómenos emocionantes, como los primeros agujeros negros jamás creados, o estructuras exóticas llamadas cuerdas cósmicas, las cuales pueden considerarse como semillas a partir de las cuales creció el Universo.
¿Qué son las ondas gravitacionales?
La gravedad es una fuerza constante en nuestra vida cotidiana. Si sueltas una taza, se cae y se estrella contra el suelo cada vez que lo haces. Pero en el espacio la gravedad no permanece igual. Puede cambiar si ocurre un evento repentino y catastrófico, como la colisión de agujeros negros.
El evento es tan cataclísmico que el espacio y el tiempo se distorsionan y se envían ondas a través del Universo, como sucede cuando se deja caer una piedra en un estanque.
En el caso de las ondas gravitacionales, todo en el Universo, las estrellas, los planetas e incluso nosotros, es agua. Todo se aprieta y estira y luego se aplasta y aplana muy levemente a medida que las ondas pasan sobre nosotros. Y al igual que en un estanque, las ondas rápidamente se hacen más pequeñas y desaparecen.
Las ondas gravitacionales de la fusión de agujeros negros del tamaño de una estrella fueron directamente detectado por primera vez en 2015. Sistemas láser muy sensibles midieron las ondas producidas al final momentos antes de la colisión.
Para el tipo de ondas que provienen de los agujeros negros supermasivos en espiral, el enfoque pulsar está recogiendo las ondas producidas en los miles de millones de años antes de la unión final.
Esto es similar a una corriente continua de guijarros que se arrojan al estanque. Y debido a que las fusiones están ocurriendo en todo el espacio, la señal se presenta como una cacofonía.
La EPTA combinó los resultados con un consorcio en India (InPTA) y publicó los resultados de su estudio en la revista Astronomy and Astrophysics.
Otros tres grupos de investigación separados y en competencia, de América del Norte (NANOGrav), Australia (PPTA) y China (CPTA), han publicado evaluaciones similares, lo que ha generado un gran entusiasmo en la comunidad de física y astronomía.
Los científicos primero deben confirmar sus observaciones. Ninguno de los grupos de investigación tiene datos que superen el estándar de oro de menos de una probabilidad de error en un millón, que generalmente se requiere para una prueba concluyente, aunque combinados, los resultados de los diversos equipos son ciertamente convincentes.
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