Al determinar la posición y velocidad de la estrella S2, reafirmaron las predicciones sobre la relatividad hechas por el físico.

La teoría de la relatividad general de Einstein fue validada por un equipo internacional de astrónomos que sigue con detalle a un grupo de estrellas en el centro de la Vía Láctea, cuyos movimientos están regidos por la intensa gravedad del agujero negro supermasivo que se ubica en el centro de la galaxia.

Los expertos siguieron de cerca la posición y velocidad de una de ellas, la S2, y observaron un enrojecimiento gravitacional que coincide con las predicciones hechas mediante dicha teoría.

“Es bueno que podamos verificar en campos gravitacionales débiles como el de la Tierra y en campos gravitacionales muy intensos como el centro de la galaxia, que la física que conocemos es válida en estos casos y que la evolución de los objetos está bien descrita por la teoría de la relatividad general”, expuso José Franco, investigador del Instituto de Astronomía.

Esto corrobora que la ciencia avanza con bases firmes, por lo que es la mejor forma que tenemos para entender el origen, evolución y probablemente el final del universo, dijo.

El grupo de astrónomos, del Max Planck Institut für Extraterrestrial Physik, de Garching, Alemania, y del Observatorio Europeo Austral (ESO), vigila en particular el movimiento de la estrella S2, que es la que pasa más cerca del centro y que al momento de una de las mediciones se ubicó a 20 millones de kilómetros del agujero negro, desplazándose a una velocidad de 25 millones de kilómetros por hora (casi tres por ciento de la velocidad de la luz).

La estrella orbita el agujero cada 16 años y ha sido seguida a lo largo de 25 años por los científicos, que con ayuda del Very Large Telescope (VLT) y su instrumentación han logrado las observaciones más precisas del movimiento de un objeto en el centro galáctico.

Con este trabajo, prosiguió Franco, además de verificarse la teoría de la relatividad general, se muestra la potencia de la tecnología desarrollada en los últimos años por los astrónomos, pues se siguieron las órbitas de los objetos de forma meticulosa, algo que no es sencillo porque el centro de nuestra galaxia está lejos y fuertemente oscurecida por grandes nubes de gas y polvo.

El agujero negro supermasivo en cuestión, el más cercano a la Tierra, se encuentra a 26 mil años luz de distancia y tiene una masa cuatro millones de veces más que la del Sol. La zona está rodeada, además de las nubes oscuras, por un pequeño grupo de estrellas que orbitan a su alrededor a gran velocidad.

Representación del camino de la estrella S2 al pasar cerca del agujero negro. | Fuente: ESO/M. Kornmesser. Vía: Gaceta UNAM.

Teoría comprobada

La teoría de la relatividad general, publicada en 1915, describe cómo se comportan los cuerpos en campos gravitacionales de cualquier tipo, pequeños o grandes. Sus predicciones incluyen la deflexión de la luz en la presencia de masas, así como el cambio de ritmo del tiempo debido a los campos gravitacionales.

Eso último también es equivalente a una variación en la frecuencia de la luz cuando cambia el potencial gravitacional. Dicho en otras palabras, la frecuencia de reloj atómico cambiará si se le pone en un campo gravitacional diferente.

“Una de las primeras comprobaciones de que la teoría de Einstein era correcta fue la desviación de la luz por el campo gravitacional del Sol, observada en el eclipse total de Sol de 1919”, recordó Franco.

La teoría explica que si entendemos a la gravitación como una deformación del espacio-tiempo, entonces cualquier objeto, masivo o no, que pase cerca de una masa, sufrirá una deflexión. Asimismo, el cambio en el ritmo de los relojes implica que la luz que sale de un campo gravitacional se enrojezca, añadió el también titular del Foro Consultivo Científico y Tecnológico.

En el caso de la estrella S2, “hay un enrojecimiento gravitacional que ocurre justamente por la presencia del campo tan intenso (del agujero negro), y esto fue lo que vieron los investigadores y que confirma el efecto relativista en presencia de campos gravitacionales fuertes”, detalló.

La deflexión de la luz y su enrojecimiento, son dos efectos diferentes. La deflexión se ha venido verificando desde el eclipse de 1919, y a lo largo de los últimos años, en regiones del universo donde hay concentraciones de masas importantes, que generan los llamados lentes gravitacionales o deflexiones de luz que modifican la imagen de objetos que están alrededor.

El enrojecimiento gravitacional, por otro lado, se ha verificado en la Tierra con el llamado efecto Mössbauer, que permite medir el corrimiento hacia el rojo de un haz de luz que se emite hacia arriba, en contra de la dirección del campo gravitacional. También con el sistema GPS, que requiere ajustes debido al corrimiento gravitacional para mantener la precisión en el sistema de relojes.

Fuente: Gaceta UNAM.