Quizás no asocies los “agujeros negros” con el “pastel de ángel esponjoso”, pero piénsalo de nuevo. Investigadores de Caltech crearon recientemente una simulación para comprender mejor cómo funcionan los agujeros negros e hicieron la conexión del pastel. Si bien no es tan llamativa como la simulación de la NASA en la que los espectadores se sumergen en un agujero negro, la simulación de Caltech cuestiona teorías que han existido durante 50 años.
La nueva información involucra discos de agujeros negros, también llamados discos de acreción, que son una colección de desechos estelares y gas que encapsula los agujeros negros. Durante décadas, la teoría fue que la presión térmica causada por el cambio del gas en los discos del agujero negro mantiene estables los discos alrededor del agujero negro. El problema es que los agujeros negros no tienen el aspecto que deberían tener según la teoría. En teoría, los discos de acreción deberían ser planos, pero las observaciones astronómicas muestran que los discos son esponjosos.
en la simulación, Los investigadores de Caltech intentan recrear un agujero negro y luego realizan lo que llaman un “súper acercamiento” para observar cómo actúa. La simulación funciona resolviendo los mismos conjuntos de ecuaciones fundamentales billones de veces para ver cómo evolucionan los agujeros negros.
“Nuestras teorías nos decían que los discos deberían ser planos como crepes”, dijo el profesor de física teórica Phil Hopkins, quien dirigió el equipo de investigación de Caltech. “Pero sabíamos que esto no era correcto porque las observaciones astronómicas revelan que los discos son en realidad esponjosos, más bien como un pastel de ángel (comida). Nuestra simulación nos ayudó a comprender que los campos magnéticos están apuntalando el material del disco, haciéndolo más esponjoso”.
La simulación muestra toneladas de actividad de campo magnético, que se muestran aquí en amarillo, naranja y rojo.
Campos magnéticos: no, la banda no
A medida que la simulación se acerca, los investigadores pueden ver la danza de la radiación, la gravedad, los campos magnéticos y el calor mientras “interactúan de forma no lineal en este caótico y desordenado sistema”, dice Hopkins. En el vídeo, el rojo es energía de campos magnéticos mientras que el azul es energía del calor. Los investigadores esperaban que el calor fuera el tipo de energía dominante que controla el sistema. En cambio, la simulación mostró que los campos magnéticos controlaban el sistema en lugar del calor.
“El hecho de que los campos magnéticos sean tan fuertes hace predicciones cualitativamente diferentes de las teorías que hemos tenido durante décadas”, dijo Hopkins en el vídeo. “Así, por ejemplo, los campos magnéticos pueden en realidad retener material y evitar que colapse bajo la gravedad. Así que es este grueso anillo de material alrededor del agujero negro en lugar de ser un disco plano”.
Los científicos han estado estudiando los agujeros negros desde que Albert Einstein predijo por primera vez su existencia hace más de 100 años. Sin embargo, debido a que los agujeros negros son notoriamente difíciles de encontrar, están muy lejos y no actúan como cualquier otro cuerpo celeste, los científicos han recurrido principalmente a simulaciones para intentar descubrir cómo funcionan los agujeros negros. A veces, esas simulaciones pueden ayudar a los científicos a descubrir qué está pasando realmente con uno de los mayores misterios del espacio.
