La principal predicción hecha por Stephen Hawking sobre los agujeros negros finalmente se ha notado

onda de gravedad La astronomía nos acaba de dar otro gran regalo: el primero Mirando Una confirmación de Stephen Hawkingpredicciones sobre agujeros negros.

El análisis de la primera detección de ondas gravitacionales realizada en 2015, GW150914, confirmó la teoría de la región de Hawking. Afirma que, según la física clásica, el área del horizonte de sucesos de un agujero negro solo puede crecer y nunca reducirse.

El trabajo nos brinda una nueva herramienta para examinar estos misterios y probar los límites de nuestra comprensión del universo.

“Es posible que haya un zoológico de diferentes objetos compactos, y mientras algunos son agujeros negros que siguen las leyes de Einstein y Hawking, otros pueden ser monstruos ligeramente diferentes”. El astrofísico Maximiliano Essi dijo: del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del Instituto Tecnológico de Massachusetts.

“Entonces, no es como si hubiera tomado esta prueba una vez y se acabó. Hice esto una vez, y ese es el comienzo”.

Hawking propuso por primera vez su teoría en 1971. Predijo que el área de la superficie del horizonte de sucesos de un agujero negro nunca debería disminuir, sino solo aumentar.

El horizonte de sucesos no es el agujero negro en sí, sino el radio en el que la velocidad de la luz en el vacío es insuficiente para alcanzar la velocidad de escape del campo gravitacional generado por la singularidad del agujero negro. proporcional a la masa del agujero negro. Debido a que los agujeros negros solo pueden ganar masa, bajo relatividad general, el horizonte de eventos solo debería poder crecer.

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(Este modelo de solo incremento también es extrañamente similar a otro teorema, la segunda ley de Termodinámica. Afirma que la entropía, la progresión del orden al caos en el universo, solo puede aumentar. A los agujeros negros también se les atribuye entropía, y directamente proporcional a la superficie de su horizonte de sucesos).

Computacionalmente, la teoría de la región se realiza, pero es difícil confirmarla desde un punto de vista observacional, principalmente porque es muy difícil observar los agujeros negros directamente, porque no emiten ninguna radiación detectable. Pero luego, descubrimos ondas gravitacionales que se propagan a través del espacio-tiempo como resultado de una colisión entre dos de estos misteriosos objetos.

Este fue GW150914, el resumen Bloop A partir de la colisión registrada por el interferómetro LIGO todo cambió. Este fue el primer descubrimiento directo de no uno, sino dos agujeros negros. Juntos, formaron un agujero negro más grande.

Entonces este agujero negro retumbó débilmente, como una campana sonada. En 2019, Isi y sus colegas descubrieron cómo detectar la señal de esta resonancia. Ahora lo han decodificado y descifrado para calcular la masa y el giro del agujero negro final.

También realizaron un nuevo análisis de la señal de fusión para calcular la masa y la rotación de los agujeros negros fusionados previamente. Dado que la masa y la rotación están relacionadas con la región del horizonte de eventos, esto les permitió calcular los horizontes de eventos para los tres objetos.

Si el horizonte de eventos puede reducirse de tamaño, entonces el horizonte de eventos del agujero negro fusionado final debe ser más pequeño que el de los dos agujeros negros que creó. Según sus cálculos, los dos agujeros negros más pequeños tenían un área total de horizonte de eventos de 235.000 kilómetros cuadrados (91.000 millas cuadradas). El agujero negro final tiene un área de 367.000 kilómetros cuadrados.

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“Los datos muestran con abrumadora confianza que el área del horizonte ha aumentado después de la fusión, y que la ley del área se cumple con una probabilidad muy alta”. Issa dijo.

“Fue un alivio que nuestro resultado coincidiera con el modelo que esperábamos y confirma nuestra comprensión de las complejas fusiones de agujeros negros”.

Al menos a corto plazo. Bajo la mecánica cuántica, que no encaja bien con la física clásica, Hawking predijo más tarde que durante períodos muy largos de tiempo, los agujeros negros deberían perder masa en forma del tipo de radiación de cuerpo negro que ahora llamamos Radiación de Hawking. Por tanto, el horizonte de sucesos de un agujero negro podría reducirse eventualmente.

Obviamente, esto deberá estudiarse más de cerca en el futuro. Mientras tanto, el trabajo de Isi y su equipo nos ha brindado una nueva caja de herramientas para verificar otras observaciones de ondas gravitacionales, con la esperanza de obtener más información sobre los agujeros negros y la física del universo.

“Es alentador que podamos pensar de formas nuevas e innovadoras sobre los datos de ondas gravitacionales y plantearnos preguntas que antes pensábamos que no podíamos”. Issa dijo.

“Podemos continuar extrayendo bits de información que se dirigen directamente a los sustratos de lo que creemos que entendemos. Un día, estos datos pueden revelar algo que no esperábamos”.

La búsqueda fue publicada en mensajes de revisión física.

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