Las ondas gravitacionales resultante de la fusión de dos agujeros negros podrían revelar la forma del objeto resultante.

Un nuevo estudio que infunde confianza en que las ondas gravitacionales resultantes de la fusión de dos agujeros negros también podrían proporcionar información importante sobre la forma del agujero negro resultante se ha publicado en Communications Physics.

Según los investigadores, liderados por el profesor Juan Calderón Bustillo del Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav), incluso si los agujeros negros no producen luz, incluso durante su eventual colisión, las ondas gravitacionales que crean en el momento de la fusión. , ondas reales en el tejido del espacio-tiempo, codifican en cierto sentido la forma final del objeto resultante (sustancialmente un agujero negro más masivo).

De acuerdo con los investigadores cuando dos agujeros negros de diferentes tamaños se fusionan el agujero negro resultante parece tener una especie de «cúspide» (crédito: Christopher Evans (Georgia Tech), Juan Calderón Bustillo (IGFAE, USC))

Simulaciones complejas de colisiones de agujeros negros

Los investigadores llegaron a esta conclusión ejecutando complejas simulaciones de colisiones de agujeros negros utilizando supercomputadoras y comparando las evoluciones finales del agujero negro residual en relación con las ondas gravitacionales emitidas en el momento de la fusión.

Los investigadores encontraron que estas señales, las de ondas gravitacionales, «son mucho más ricas y complejas de lo que se piensa comúnmente», explica Christopher Evans, del Instituto de Tecnología de Georgia, estudiante de posgrado y uno de los autores del estudio.

La teoría más aceptada de las ondas gravitacionales emitidas por dos agujeros negros de infusión

El propio profesor Bustillo explica que cuando dos agujeros negros comienzan a acercarse, lo hacen cada vez más rápido en consecuencia a la disminución de la distancia entre ellos.

Tras la colisión se forma un agujero negro que, según la teoría más aceptada en la actualidad relativa a las ondas gravitacionales emitidas por la fusión de dos agujeros negros, emite una señal con un tono constante en una amplitud decadente, más o menos similar a la señal emitida. por la sonata de una campana.

Los agujeros negros «chirrían» más de una vez durante la fusión

Sin embargo, los investigadores encontraron que sucede algo diferente si la colisión en sí se observa desde el ‘ecuador’ del agujero negro resultante: ‘Cuando miramos los agujeros negros desde su ecuador, encontramos que el agujero negro final emite una señal más compleja, con una tono que sube y baja un par de veces antes de morir ”, explica Bustillo.
En la práctica, el agujero negro «chirridos» no una sino varias veces (los científicos llaman en broma a las emisiones de ondas gravitacionales de la colisión de agujeros negros como «chirridos»).

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Emisión de ondas gravitacionales múltiples vinculada a la forma resultante del agujero negro

Además, este chirrido múltiple está relacionado con la forma del agujero negro final. Si los dos agujeros negros que se fusionan son de diferentes tamaños, el agujero negro resultante toma la forma de un castaño que tiene una cúspide en un lado y una espalda más ancha y suave, como explica Bustillo.

Esto último revela que el agujero negro resultante eventualmente emite ondas gravitacionales más fuertes desde aquellas áreas más curvas, es decir, aquellas regiones que se encuentran sustancialmente alrededor de la cúspide. Esto se debe, según los investigadores, a que el agujero negro resultante, como consecuencia de la fusión, se encuentra en fase de rotación y por tanto la cúspide y la parte trasera se orientan de forma repetida hacia cada observador, lo que finalmente produce el chirrido. múltiple.

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