¿Qué dificultades han encontrado los científicos al grabar vídeos time-lapse de agujeros negros?
Un agujero negro es un cuerpo celeste que existe en el universo en la moderna teoría general de la relatividad. La atracción gravitacional de un agujero negro es extremadamente fuerte, lo que hace que la velocidad de escape dentro del horizonte de sucesos sea mayor que la velocidad de la luz. Por tanto, un agujero negro es un objeto cuya curvatura del espacio-tiempo es tan grande que ni siquiera la luz puede escapar de su horizonte de sucesos.
Los agujeros negros son un fenómeno físico en el universo. En lo que respecta al universo, mientras la materia esté cerca del agujero negro, incluida la luz y cualquier forma de ondas de energía, no habrá escapatoria. Debido a la enorme gravedad del agujero negro, ni siquiera la luz puede escapar de la atracción gravitacional de un agujero negro.
Los agujeros negros no se pueden observar directamente, pero sí se puede conocer su existencia y masa de forma indirecta, y se puede observar su impacto en otras cosas. La información sobre la existencia de un agujero negro se puede obtener emitiendo información de borde de rayos X y rayos ? debido a la fricción causada por la aceleración causada por la gravedad del agujero negro antes de que el objeto sea absorbido. La existencia de agujeros negros también se puede inferir observando indirectamente las órbitas de estrellas o nubes interestelares, y también se puede obtener la posición y la masa.
A las 21:00 horas del 10 de abril de 2019, hora de Beijing, se publicó la primera fotografía obtenida por la humanidad de un agujero negro. El agujero negro está situado en el centro de M87, una galaxia elíptica gigante en la constelación de Virgo. Se encuentra a 55 millones de años luz de la Tierra y tiene una masa de aproximadamente 6.500 millones de veces la del Sol. Hay una sombra en su centro, rodeada por un halo en forma de media luna. Se ha demostrado que la teoría general de la relatividad de Einstein es cierta en condiciones extremas.
Sin embargo, crear la primera imagen de un agujero negro fue complicado. El agujero negro ocupa una pequeña porción de cielo y parece muy tenue cuando se ve desde la Tierra. El proyecto para obtener imágenes del agujero negro M87 requiere que observatorios de todo el mundo trabajen juntos, como una antena de radio virtual del tamaño de la Tierra con una visión más nítida que la de cualquier observatorio individual.
Wu Qingwen es profesor de la Facultad de Física de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong. En 2016, se unió al proyecto Event Interface Telescope y, junto con más de 200 científicos de todo el mundo, planeó tomar una fotografía del agujero negro. Desde el análisis teórico, la observación real hasta el procesamiento de datos, se dividieron en decenas de equipos y pasaron más de tres años mostrando la apariencia de los agujeros negros al mundo, y finalmente confirmaron la existencia de los agujeros negros.
Wu Qingwen, participante en la fotografía de agujeros negros, dijo una vez que debido a que el espacio-tiempo en un agujero negro es curvado y completamente distorsionado, el agujero negro que vemos se ve así, pero no es lo mismo. Como realmente parece, esos fotones viajan en un espacio-tiempo curvo, tenemos que calcular algunas cosas en un espacio-tiempo curvo, lo cual es un poco difícil. Por supuesto, la dificultad técnica es muy alta, porque las nubes en la atmósfera tiemblan constantemente, por lo que no importa cuán alta sea la resolución del telescopio, las nubes lo distorsionarán, lo que dificultará la visión clara. Más tarde, se desarrolló una tecnología: al disparar un rayo láser, se puede calcular rápidamente cómo se mueven las nubes y luego dejar que el telescopio trasero las siga para hacer las correcciones. De esta manera se elimina la vibración de la nube y, una vez eliminada, se pueden determinar con mucha precisión las posiciones de las estrellas cercanas al agujero negro.
Esto demuestra lo difícil que es fotografiar un agujero negro. Nos gustaría agradecer a todos los participantes por su arduo trabajo y dedicación.