En 1919, la ahora famosa Expedición de Eddington se aventuró para ver si la gravedad podía doblar la luz.
--una prueba mayor para la teoría general de la relatividad de Einstein.
Observando un eclipse total de Sol, ellos mostraron que el Sol cambió la trayectoria de la luz de una estrella, tal como había sido predicho.
--Haciendo a Einstein y su teoría mundialmente famosos.
Ahora, un siglo entero después, los científicos los han intentado nuevamente,
desde locaciones aún más remotas esparcidas a través de cuatro continentes.
Una vez más empujarán los límites del conocimiento astronómico,
poniendo a prueba la misma teoría de una forma que Einstein jamás pudo haber imaginado.
Su objetivo: obtener una imagen de un agujero negro, algo tan ambicioso que parecía imposible.
hasta ahora !
La historia de los agujeros negro comienza como un puzzle.
En 1915 Karl Schwarzschild notó que la entonces nueva teoría general de la relatividad de Einstein
predecía la existencia de unos objetos extraños conocidos como "singularidades".
Eran lugares donde sus nuevas ecuaciones que describían la gravedad parecían ir a cualquier lugar.
Allí dentro era un lugar estrafalario donde el tiempo se detenía y el espacio se hacía infinito.
Para entonces, muchos científicos, incluyendo a Einstein,
los consideraron muy extraños como para siquiera ser estudiados seriamente.
Más de un siglo después, sin embargo,
la evidencia se ha acumulado indicando que las singularidades sí existen en nuestro universo...
...como agujeros negros.
Un agujero negro es el objeto más misterioso del Universo.
Es donde la materia se confina en un lugar tan pequeño y denso
que la fuerza de gravedad evita que incluso la luz pueda escapar.
Ahora esta es una puerta en solo sentido en nuestro universo.
Sabemos que yacen en el corazón de las galaxias
y que de ellos depende el cómo nacen y mueren las galaxias; engullen gas y estrellas.
Además son objetos misteriosos e increíblemente enigmáticos
que viven en el límite entre nuestras dos grandes teorías físicas:
la relatividad general, que describe la gravedad,
y la mecánica cuántica, que describe las cosas más pequeñas en el mundo.
Si tú quieres probar las teorías fundamentales del Universo
querrás ir laboratorio más extremo en el Universo,
y ese lugar es un agujero negro.
Pero observar este extraordinariamente extremo laboratorio requiere instrumentos extremos.
La enorme gravedad de los agujeros negros es un obstáculo para verlos directamente.
Ninguna luz puede escapar de ellos, y ellos son pequeños--
comprimen enormes cantidades de materia en diminutos puntos de oscuridad.
Aún cuando la existencia de estos objetos extraños se hizo más ampliamente aceptada,
verlos directamente permanecía como un sueño imposible.
De hecho, para lograr la resolución necesaria par ver agujeros negros directamente ,
un solo telescopio necesitaría ser del tamaño del planeta Tierra.
--- ciertamente muy grande para ser realizable.
En cambio, los astrónomos pasaron décadas estudiando los efectos de los agujeros negros en la materia circundante.
Pero el sueño de obtener evidencia más concreta de estos exóticos objetos
era demasiado tentadora como para ser simplemente olvidada.
Todos nosotros entendemos desde un punto de vista matemático que los agujeros negros existen,
pero en verdad ver algo es una experiencia muy visceral,
y creo que es importante para la ciencia y también para nosotros creer en ello.
A finales de los 60's una nueva técnica cambió la astronomía.
Llamada "interferometría de línea base muy amplia" permitió la observación de muchos telescopios como un equipo
---creando un telescopio "virtual" más grande que podría sobrellevar las limitaciones en tamaño de los telescopios.
A medida que se difundió este método, se hizo evidente que una imagen directa de un agujero negro era una posibilidad real.
En 2009, el Telescopio del Horizonte de Sucesos, (EHT) vio la luz.
--- para conseguir este emocionante logro.
La colaboración en torno al EHT es una colaboración de científicos alrededor del mundo
de muchos países, continentes e instituciones diferentes
para hacer un telescopio del tamaño de la Tierra, dándonos la más alta resolución disponible
que actualmente puedes alcanzar con telescopios de cualquier tipo.
Estaba claro desde un comienzo que el EHT enfrentaría obstáculos únicos.
Pero "ver es creer" , y el equipo se dedicó a develar un agujero negro por primera vez.
Para crear el EHT, 8 telescopios alrededor del mundo fueron vinculados.
El ESO juega un rol clave en dos de esos telescopios, ambos ubicados en la meseta Chajnantor en Chile:
el Armado Grande Milimétrico/Submilimétrico de Atacama --ALMA--
y el Eperimento Explorador de Atacama conocido como APEX.
Los otros telescopios que conformaron el EHT son el IRAM, telescopio de 30 metros en España,
el Telescopio milimétrico Grande en México,
el Telescopio Submilimétrico en Arizona,
el Telescopio James Clerk Maxwell
y el Arreglo Submilimétrico, ambos en Hawaii,
y finalmente el Telescopio Polo Sur en la Antártica.
Juntos pueden lograr una resolución equivalente a leer un periódico en París mientras está sentado en Nueva York.
Los enormes desafíos del proyecto pronto se hicieron evidentes.
Los telescopios, todos instrumentos muy avanzados en sí mismos, no estaban diseñados para trabajar en conjunto.
Hacerlos trabajar juntos como un único interferómetro interconectado requirió un equipo enorme.
Hay ingenieros, observadores, teóricos y todos ellos trabajan juntos,
no solo para visualizar el horizonte de sucesos de un agujero negro, sino que para entender qué estamos viendo.
El proyecto agrupó a más de 200 científicos de más de 100 institutos,
quienes sobre la marcha tuvieron que construir esta nueva organización.
Coordinar semejante equipo distribuido alrededor del mundo fue solo uno de los muchos desafíos significativos.
Con un proyecto que fija nuevas marcas para el ingenio humano, hay muchas oportunidades para los errores.
Y, uno tras otro, se sucedieron.
Fallas en los equipos...Fallas de energía...No hay suficientes discos duros para almacenar datos..
Créanlo o no, llegó un punto en que algunos de los científicos se sintieron intimidados durante sus observaciones.
Pronto, el proyecto estaba en duros aprietos...
La ubicaciones de los telescopios presentaban enormes desafíos prácticos.
Los mejores entornos para ver el cielo nocturno a menudo son los más difíciles para construir observatorios.
Los telescopios del EHT no son la excepción.
Sus ubicaciones remotas están dispersas a través de 4 continentes,
incluyendo observatorios en el estéril desierto Chileno de Atacama,
sobre una gélida meseta en la Antártica
o en la cima de un volcán dormido en Hawaii.
Todos esos telescopios están situados lejos de la civilización,
donde las luces no contaminan los cielos nocturnos.
Pero, para los astrónomos que se aventuran a los telescopios para recoger datos
el aislamiento era el menor de sus problemas.
Lugares muy secos a gran altitud son ideales para las observaciones,
porque no contienen vapor de agua que interfiere con la luz de los objetos astronómicos.
ALMA y APEX están situados en la meseta Chajnantor
a una altitud de 5000 en el estéril desierto de Atacama,
un lugar tan inhóspito que sirve como sitio de pruebas para los vehículos exploradores de Marte.
Quienes trabajan aquí deben usar oxígeno porque el aire es muy delgado para respirar.
Los peligros de enfermedad por trabajo en altura también los comparten quienes trabajan en el telescopio James Maxwell
y en el Arreglo Submilimétrico ubicado cerca de la cima del volcán inactivo Mauna Kea.
En estos lugares a gran altura sobre el nivel del mar,
los astrónomos corrieron el riesgo de serias deshidrataciones e insolaciones.
En el punto opuesto de la escala de temperaturas,
los observadores en el Telescopio Polo Sur en la Antártica
tuvieron que afrontar temperaturas bajo cero por largos periodos de tiempo.
Aquí, hubo desafíos únicos;
en invierno el Sol nunca sale por el horizonte,
creando una única noche que dura meses.
Maravilloso para los telescopios, pero que conlleva un pago sicológico para los humanos.
Pasaron noches sin dormir trabajando en estos lugares hostiles.
Después de casi una década de preparación, el EHT estaba finalmente listo
para usar los 8 telescopios como uno solo instrumento.
El 5 de abril de 2017 el EHT fue por primera vez apuntado al objetivo escogido, M87*,
el agujero negro ubicado en el centro de la enorme galaxia Messier 87, distante 55 millones de años luz de la Tierra.
Intentar escudriñar en el oscuro corazón de una galaxia a decenas de millones de años luz de distancia
puede parecer una opción extraña.
Hay muchos agujeros negros más cerca de casa.
Pero M87* fue cuidadosamente escogido.
Poseía dos grandes ventajas:
Es uno de los agujeros más grandes conocidos,
dándole a los astrónomos una mejor opción de observarlo comparado a otros de menor tamaños en nuestro vecindario,
y no está tan lejos ni del norte ni del sur en el cielo
-- vital si telescopios alrededor del mundo quieren observarlo al mismo tiempo.
Cuando dichas noches de observación sin dormir terminaron, una nueva fase de trabajo comenzó.
Con el objeto de averiguar qué habían visto
los científicos tuvieron que combinar y analizar los datos cuidadosamente.
Dos centros de cómputo, uno en Europa y el otro en EEUU
combinaron una increíble cantidad de datos
-- alrededor de 350 terabytes de datos por día de cada telescopio.
Los datos debieron ser sincronizados mediante relojes atómicos, tan precisos
que solo pierden 1 segundo cada 10 millones de años
para ser luego transportados en discos duros especiales llenados con helio.
El transporte a mano de tan preciada carga parece ser una solución de baja tecnología,
pero los discos contenían tanta información que transportarlos a mano fue,
a veces, la transmisión de datos más rápida de la historia.
Después de incontables horas de trabajar en los datos, una imagen comenzaba tomar forma.
Esta imagen le diría a cientos de científicos si décadas de trabajo habían alcanzado lo inalcanzable,
o todo había sido en vano.
A pesar que los agujeros negros en sí mismos son completamente oscuros,
ellos influyen en la trayectoria de los fotones que viajan en su cercanía
y dejan una marca inequívoca en la luz del disco de acreción que rodea al agujero negro.
-- un gran disco de materia en una espiral gradual hacia su centro.
La materia descendiente se vuelve muy concentrada
causando fricción que la calienta para formar plasma.
La trayectoria de la luz emitida por este plasma es determinada por el agujero negro:
la luz que pasa cerca es curvada por la enorme gravedad siendo expulsada por los bordes,
pero la luz que pasa muy cerca es capturada, sin escapatoria.
Visto desde la Tierra a través de radio telescopios,
estos efectos se manifiestan a sí mismo como la sombra de un agujero negro
--- una región central de aspecto oscuro contrapuesto al plasma luminoso.
Después de 2 años de cálculos cuidadosos la imagen estaba finalmente lista...
A pesar de haber sido tomada a la increíble distancia de 55 millones de años luz,
la imagen reveló una estructura con forma de anillo con una región central oscura.
Por primera vez en la historia: la sombra de un agujero negro !
Y entonces por primera vez miramos en nuestra fuente y vimos ese anillo.
Vemos el horizonte de sucesos y vemos esa sombra, esta región oscura y sabes inmediatamente
que estamos mirando el horizonte de sucesos en un agujero negro desde todos los lados a la vez, en esta cosa.
Estamos mirando una región donde el tiempo se detiene.
Este es un lugar muy diferente del Universo que estamos mirando por primera vez.
Quiero decir que esto es exactamente lo que hemos estado buscando, pero después de 8 años
y todo ese largo proceso, una pocas semanas para la visualización y nos mostró exactamente lo que queríamos.
No lo podía creer !
Bien, debo decir que esto ahora toma una nueva relevancia,
de que en verdad tenemos imágenes que lucen como las simulaciones.
Es una confluencia extraordinaria entre la teoría y el experimento
y esto promete importantísimos logros en el horizonte.
Este logro histórico es una marca mayor en nuestra evolución del entendimiento del Universo,
y además fija un nuevo precedente para la colaboración global en la investigación científica.
Una de las cosas más inspiradoras para mí es el equipo que hemos construido,
y el hecho de que estamos haciendo algo que la gente nos decía era imposible,
y cuando tú, al final del día, haces algo que la gente dice que no puedes hacer, es una sensación increíble,
y pienso que el equipo completo está muy, muy orgulloso de haber cumplido algo como esto.
Y no es solo por nosotros, es por todos.
A media que el EHT se ampliado
nos permitirá poner a prueba las profundas preguntas que atraen investigadores hacia los agujeros negros:
¿Qué tan bien se sostienen nuestras leyes de la física en las condiciones más extremas que conocemos?
¿Cómo funcionas la mecánica de gases, de radiación y de partículas cerca de un agujero negro?
¿Qué teorías son correctas y cuáles sucumbirán con observaciones más precisas?
Sólo el tiempo nos dirá qué misterios serán los próximos en ser develados por el EHT.
Transcrito por ESO; traducido por jota Reyes.