El forat negre de la Via Làctia dona una empenta a Einstein per tornar a superar Newton

Observacions i mesures molt precises sobre el moviment d'un petit grup d'estels vora un forat negre han confirmat, una vegada més, les prediccions de la teoria general de la relativitat d'Einstein. Han calgut vint-i-sis anys d'observacions i càlculs perquè un equip internacional comprovés que es produeixen els efectes predits pel científic alemany.

En aquest, cas s'ha aprofitat el forat negre més pròxim a la Terra. És a 26.000 anys llum de nosaltres, en el centre de la nostra galàxia, la Via Làctia. Un forat negre és un cos tan massiu, que la seva força gravitatòria no deixa escapar ni tan sols la llum. D'aquí el seu nom. Només es pot detectar indirectament pels seus efectes sobre altres astres. Aquest forat negre té una massa equivalent a quatre milions de vegades la del Sol.

Durant el maig, els astrònoms van fer el seguiment d'un dels estels que són al seu voltant, anomenat S2. En el punt més pròxim, l'estel és a menys de 20.000 milions de quilòmetres del forat negre. En aquell instant, la seva velocitat és de 25 milions de quilòmetres per hora, molt elevada, però no arriba a significar ni el 3% de la velocitat de la llum (300.000 km/s).

Les observacions es van fer amb el Very Large Telescope (VLT) que l'ESO (European Southern Observatory) té a Xile. L'ESO és una organització astronòmica intergovernamental europea que té quinze estats membres. El VLT, al desert d'Atacama, té quatre telescopis, cadascun dels quals compta amb un mirall de 8,2 metres de diàmetre.

Es tracta del fruit d'un equip internacional liderat per Reinhard Genzel, de l'Institut Max Planck de Física Extraterrestre a Garching (Alemanya). Els resultats s'han publicat a la revista Astronomy & Astrophysics

La gravetat "estira" la longitud d'ona

Els investigadors van utilitzar instruments molt sensibles per mesurar la posició i la velocitat de l'estel. Després, les varen comparar amb observacions prèvies fetes amb altres instruments, per veure si encaixaven amb les prediccions de la llei de la gravitació de Newton, la teoria de la relativitat d'Einstein o amb altres teories de la gravetat. Les dades no eren consistents amb la teoria de Newton, però encaixaven perfectament amb les prediccions d'Einstein.

Les mesures mostren clarament un efecte sobre la llum emesa per l'estel. El camp gravitatori del forat negre és tan intens, que "estira" la longitud d'ona de la llum i l'augmenta. I fa canviar el color de l'estel, que es torna més vermell. El canvi és, quantitativament, el que prediu exactament la teoria d'Einstein.

És la primera vegada que aquestes diferències amb la teoria de Newton es poden observar en un estel que es mou al voltant d'un gran forat negre. Els investigadors esperen que les observacions puguin revelar un altre efecte predit per la relativitat: una petita rotació de l'òrbita de l'estel.

Les condicions que hi ha vora un forat negre són una oportunitat única per observar efectes relativistes, com explica Françoise Delplancke, cap del departament de sistemes d'enginyeria a l'ESO:

"Aquí, en el Sistema Solar, només podem comprovar les lleis de la física sota certes circumstàncies. Per això és tan important en astronomia comprovar si aquestes lleis segueixen sent vàlides quan hi ha camps gravitatoris molt més forts."

Per al director general de l'ESO, el català Xavier Barcons, també és un demostració de l'èxit del treball conjunt en el marc d'aquesta organització:

"Era un gran repte desenvolupar els poderosos i únics instruments necessaris per fer unes mesures tan delicades i desplegar-los en el VLT. Aquest descobriment és un magnífic resultat d'aquesta extraordinària col·laboració."

Notícia relacionada: Einstein tenia raó: tot cau a la mateixa velocitat sigui quin sigui el seu pes

La primera confirmació, fa uns cent anys

El 2019 es compliran cent anys justos de la primera confirmació de les teories d'Einstein. Aprofitant un eclipsi, un equip dirigit pel britànic Arthur Eddington va comprovar que la llum dels estels es corbava quan passava a prop del Sol, degut a la força de la gravetat, en la magnitud predita per Einstein. El físic va publicar la Teoria General de la Relativitat el 1915.