Los futuros telescopios finalmente podrán diferenciar los agujeros negros de Einstein

Durante más de un siglo, la teoría de la relatividad general de Albert Einstein ha dado forma a nuestra comprensión de la gravedad y de los objetos más extremos del universo: los agujeros negros. Pero ¿qué pasa si no todos los agujeros negros son iguales? Un nuevo estudio realizado por físicos de la Universidad Goethe de Frankfurt y el Instituto Tsung-Dao Lee de Shanghai sugiere que pronto tendremos las herramientas para descubrirlo.

Su investigación, publicada en Nature Astronomy: 10.1038/s41550-025-02695-4, utiliza simulaciones informáticas avanzadas para predecir cómo aparecerían los agujeros negros según diferentes teorías de la gravedad. El objetivo: comparar esos modelos con imágenes reales capturadas por el Event Horizon Telescope (EHT), el conjunto global de radiotelescopios que produjo las primeras imágenes de agujeros negros supermasivos en las galaxias M87 y nuestra Vía Láctea.

Ver lo invisible

El físico Luciano Rezzolla, coautor del estudio, describe los logros del EHT con vívida precisión. El conjunto de telescopios no captura el agujero negro en sí, señala, sino más bien el plasma brillante y arremolinado justo más allá de su punto de no retorno. Esas corrientes luminosas de gas trazan la “sombra” del agujero negro, revelando su huella gravitacional contra la luz circundante.

“Lo que se ve en estas imágenes no es el agujero negro en sí, sino la materia caliente en sus inmediaciones”, dijo Rezzolla. “Mientras la materia siga girando fuera del horizonte de sucesos, antes de ser inevitablemente atraída hacia adentro, puede emitir señales finales de luz que, en principio, podemos detectar”.

Resulta que esa sombra es más que un simple retrato cósmico. Es una predicción comprobable de las ecuaciones de Einstein. Pero según Rezzolla y el autor principal Akhil Uniyal, otras teorías más especulativas también predicen agujeros negros, algunos de los cuales podrían diferir sutilmente en forma o tamaño, dependiendo de cómo se comporta la gravedad en sus modelos.

Cuando las sombras hablan de física

El equipo simuló estas diferencias utilizando modelos magnetohidrodinámicos tridimensionales que imitan cómo se comportan la materia y la luz cerca de los agujeros negros. Sus hallazgos sugieren que si bien las imágenes actuales del EHT tienen una resolución demasiado baja para distinguir los agujeros negros de Einstein de sus alternativas exóticas, la próxima generación de telescopios podría cambiar esa situación dramáticamente.

“La pregunta central era: ¿En qué medida difieren las imágenes de los agujeros negros entre las distintas teorías?” explicó Uniyal. “Con futuras mediciones de alta resolución, a menudo podríamos decidirnos a favor de una teoría específica”.

El estudio predice que a medida que mejore la resolución del telescopio, especialmente con la adición de instrumentos orbitales que expanden la lente virtual de la Tierra, los científicos podrán detectar discrepancias en las imágenes tan pequeñas como del 2 al 5 por ciento. Según los autores, esto es suficiente para confirmar o descartar clases enteras de teorías gravitacionales. El objetivo final del EHT es resolver detalles menores a una millonésima de segundo de arco, comparable a detectar una moneda en la Luna desde la Tierra.

Por ahora, la teoría de Einstein sigue invicta. Pero Rezzolla enfatiza que precisamente por eso es importante probarla: sólo tratando de romper una teoría descubrimos si todavía se mantiene. En unos pocos años, podremos finalmente ver si los agujeros negros, esos glotones cósmicos que devoran la luz misma, están todos cortados de la misma tela del espacio-tiempo.