Luis Felipe Rodríguez, precursor en el estudio de los hoyos negros

Varias decenas de científicos de la UNAM investigan desde lo teórico y lo observacional los agujeros negros, formaciones singulares en el centro de galaxias como la nuestra.

“Lo hacen en los institutos de Astronomía, Física, Ciencias Nucleares, Matemáticas, Ciencias Físicas, Radioastronomía y Astrofísica (IRyA), y en el Centro de Ciencias Matemáticas”, pormenorizó William Lee Alardín, coordinador de la Investigación Científica. “Hay vocaciones hacia lo teórico y lo observacional; sin embargo, en este campo se necesita de todo”, agregó.

Luis Felipe Rodríguez Jorge, destacado astrónomo de la Universidad Nacional, quien es investigador y fundador del IRyA en el campus Morelia e integrante de El Colegio Nacional, fue el primer científico en medir la masa de Sagitario A, una estructura muy compacta y brillante ubicada en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que tiene un agujero negro supermasivo.

Para medir la de Sagitario A, Rodríguez utilizó técnicas de radioastronomía. En 1979 reportó una masa de cinco millones la masa del Sol.

“En mi tesis doctoral, en 1979, publiqué un artículo en el que examiné el movimiento del gas alrededor de este hoyo negro en el centro de la galaxia. El movimiento era muy rápido y llegamos a la conclusión de que hacía falta un cuerpo muy grande y calculamos una masa de cinco millones de masa solares”, explicó.

Por su parte, Laurent Loinard, también investigador del IRyA, participó en abril de 2019 en el consorcio internacional Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT), en el que unos 200 científicos de 20 países lograron la primera imagen real de un agujero negro.

Para lograr la imagen, el consorcio EHT usó una red de ocho radiotelescopios alrededor del mundo que observaron al mismo punto y captaron señales que los científicos convirtieron en imágenes inéditas.

Para Lee, este hallazgo de la imagen, aunque no fue reconocido por la academia sueca, tiene que ver indirectamente con el Premio Nobel de Física entregado ayer, pues se trata del mismo tema.

Falta desarrollo tecnológico propio

Rodríguez señaló que en la UNAM hay quienes trabajan con física de altas energías y tratan de mantenerse vigentes. “El problema es que para competir necesitamos tecnología muy poderosa que no podemos desarrollar, estamos un poco limitados”, reconoció.

Lee destacó que en la UNAM hay estudio observacional de las propiedades de estos agujeros negros que residen en el centro de galaxias, los supermasivos; también sobre el comportamiento de los agujeros negros de masa estelar y lo que hacen cuando colisionan y producen ondas gravitacionales o tienen interacciones con estrellas de neutrones.

Detalló que igualmente hay trabajos teóricos que producen otra serie de fenómenos, los cuales se pueden seguir con diversos telescopios, e investigación teórica alrededor de comprender los agujeros negros como objetos físico-matemáticos y su uso para comprender mejor las teorías de gravedad y su relación con la mecánica cuántica, así como su utilización con el propósito de hacer cosmología, es decir, mapas del universo a gran escala.

Ambos astrónomos se refirieron a la relevancia de desarrollar tecnología propia y junto con otros países para avanzar en esta ciencia de importante impulso en el siglo XXI.

Premio Nobel

El físico matemático británico Roger Penrose, de la Universidad de Oxford; el astrofísico alemán Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, y la astrónoma estadunidense Andrea Mia Ghez, de la Universidad de California en Los Ángeles, ganaron el Premio Nobel de Física 2020, anunció la Real Academia de Ciencias Sueca.

Penrose recibe la mitad del premio por descubrir que la formación de agujeros negros es una predicción robusta de la teoría general de la relatividad; Genzel y Ghez comparten la otra mitad por descubrir un objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia.

Sus estudios son independientes entre sí. La aportación de Penrose es de los años 70 del siglo pasado y completamente teórica, mientras que la de Genzel, por un lado, y Ghez, por otro, son observacionales recientemente hechos con el apoyo de grandes telescopios entre dos grupos independientes, uno de Alemania y otro de Estados Unidos, detalló Laurent Loinard.

Antes se creía, desde la teoría, que para que existiera un agujero negro se requería una simetría esférica alrededor de la estrella donde éstos se forman, lo cual era difícil de lograr en el universo real. “Lo que hizo Penrose fue demostrar que incluso sin la simetría esférica se puede formar una singularidad, es decir un agujero negro, en condiciones muy generales. Eso abrió mucho la puerta a la existencia de los agujeros negros, porque mostró que no se requieren condiciones tan peculiares para formarse, sino más generales”, explicó Loinard.

Penrose también predijo teóricamente que los agujeros negros tienen un horizonte de eventos, es decir, una superficie que los rodea y que es el límite dentro del cual no puede escaparse nada, porque tendría que hacerlo más rápido que la luz.

“Dicha región que se encuentra dentro del horizonte no la podemos ver, está completamente fuera de nuestro alcance, y el horizonte es una frontera gravitacional”, apuntó.

Movimiento del entorno

Por otro lado, y años después, Genzel y Ghez hicieron aportaciones observacionales acerca del mismo tema, pero en grupos separados y gracias al acceso a grandes telescopios.

“Desarrollaron ciertos detectores de luz infrarroja y necesitaron telescopios grandes, con mucha resolución angular, es decir, con un nivel de nitidez muy alto. Lo consiguieron con nuevas técnicas de observación que se llaman óptica adaptativa y otras técnicas más avanzadas de interferometría”, señaló.

Lo que hicieron, para medir cuánto pesa un objeto en el espacio, es ver cómo se mueven las cosas en su entorno. “Se puede calcular, por ejemplo, la masa del Sol, sabiendo a qué distancia está la Tierra de éste y cuánto tiempo se tarda la Tierra en dar la vuelta”, comentó.

“Ellos vieron el centro de nuestra galaxia, donde se sospechaba que había un agujero negro supermasivo, y observaron unas estrellas que estaban dando la vuelta alrededor del agujero negro de nuestra galaxia.”

Andrea Mia Ghez es la cuarta mujer en recibir el Premio Nobel de Física, después de Marie Curie en 1903, Maria Goeppert-Mayer en 1963, y Donna Strickland en 2018.

“Es algo muy importante este reconocimiento, y ojalá sirva de inspiración para que más mujeres estudien astronomía”, concluyó Loinard.