José Luis Gómez: Así conseguimos la imagen de Sagitario A*

-¿Cuál ha sido exactamente su papel en los trabajos que han culminado en esta histórica fotografía?

-Además de ser miembro del Consejo Científico del EHT, soy también uno de los tres coordinadores que producen y velan por la calidad de las imágenes hechas con el EHT. Nuestro papel es producir esas imágenes, comprobar su robustez y calidad. Y en ese sentido, la contribución de mi equipo, aquí en Andalucía, ha sido muy relevante. Hemos utilizado cuatro algoritmos diferentes para obtener la imagen, y nosotros hemos liderado en dos de ellos y participado en un tercero. La imagen le debe mucho a nuestro trabajo.

-Es decir, que en este caso la contribución de España no ha sido marginal, sino muy importante...

-En efecto, y no solo en esta imagen, sino también en la que se consiguió en 2019 del agujero negro de la galaxia M87, que está a 55 millones de años luz y que es mucho más grande que Sagitario A*, el agujero negro de nuestra galaxia.

-¿Por qué es importante esta primera foto de Sagitario A*?

-Por dos motivos. Primero, porque teníamos una predicción muy precisa de que tenía que haber un objeto muy compacto en el centro de nuestra galaxia. El Nobel de Física de 2020 se lo llevaron tres grupos de científicos que fueron quienes confirmaron que en el centro de la Vía Láctea, a 27.000 años luz de la Tierra, hay un objeto muy compacto, con una masa equivalente a la de cuatro millones de soles. Y ahora nosotros mostramos la imagen, y demostramos que, realmente, ese objeto compacto es un agujero negro, y que además tiene todas las propiedades que predice la teoría de la relatividad. Hemos conseguido poner a prueba la teoría de la relatividad con una precisión del 5%, la mayor conseguida hasta la fecha.

-Desde luego, poder contemplar la imagen no es lo mismo que imaginarla a base de cálculos y ecuaciones... ¿Cuál fue su reacción la primera vez que pudo verla, después de tantos años de trabajo?

-Fue uno de los momentos más reveladores de mi carrera científica. La culminación de décadas de trabajo, que es el tiempo que llevamos tratando de obtener esta imagen, construida a partir de los datos de ocho telescopios en distintas partes del mundo, sincronizados para funcionar como uno solo. Ha sido necesario desarrollar tecnologías increíbles, y ahora, la satisfacción después de haberlo conseguido, es máxima. Es algo con lo que llevo soñando desde joven, cuando lo que quieres es contribuir de algún modo en un descubrimiento de este calibre, y verlo hecho realidad es una satisfacción enorme.

-Un profano diría que es una imagen borrosa, peor incluso de la que ya consiguió su equipo en 2019 de M87*... ¿A qué se debe esa peor calidad?

-Como le digo, ha sido muy difícil obtener la imagen. El primer problema es que Sagitario A* es un agujero negro mucho mas pequeño que M87*. Y eso significa que, durante el tiempo de exposición, se mueve mucho más. Es como tratar de hacer una foto de larga exposición a un niño, de noche, y mientras está corriendo... Va a salir borrosa seguro. Con esto es lo mismo. Nosotros observamos Sagitario A*, igual que hicimos antes con M87*, durante mucho tiempo con estos ocho telescopios repartidos por toda la Tierra. Y para tener más datos utilizamos la propia rotación terrestre. Al final teníamos unos 5.000.000 de GB de datos, y los integramos durante entre ocho y diez horas. Es lo equivalente a una exposición de ocho horas para una foto nocturna. En el caso de M87* eso no fue un problema, pero sí en el caso de Sagitario A*.

-¿Por qué?

-Porque la luz que nosotros vemos, ese anillo brillante y anaranjado, es la luz del material brillante que está cayendo en el agujero negro. Brilla porque viaja muy cerca de la velocidad de la luz. Y como Sagitario A* es 1.500 veces más pequeño que M87*, esa luz, que tarda entre días y semanas en dar una vuelta completa alrededor de M87*, solo tarda unos minutos en hacerlo alrededor de Sagitario A*. Es decir, que nosotros observamos durante ocho horas seguidas y el agujero negro cambia cada pocos minutos. Eso hace que la imagen sea más borrosa que la que conseguimos de M87*. En ambos casos los datos se tomaron en 2017, y hemos necesitado todo ese tiempo para conseguir las imágenes. La de Sagitario A* es algo más borrosa, sí, pero se sigue viendo fenomenal.

-Pero tendremos mejores imágenes en el futuro, ¿verdad? E incluso vídeos...

-Sí, por supuesto. Estas imágenes se obtuvieron en 2017, con los ocho telescopios que entonces formaban el EHT, pero ahora se han sumado varios más y tenemos once, y se añadirán muchos más telescopios en el futuro. Cuantos más haya, más información tendremos, y en menos tiempo, por lo que las imágenes saldrán cada vez mejor. E incluso habrá vídeos. Nos planteamos incluso mostrar un vídeo ahora, pero vimos que con los datos disponibles no era posible obtener una película totalmente fiable. Pero haremos películas. Tiembla, Hollywood, ja ja ja.

-¿Cuál fue el proceso seguido para llegar a esta imagen?

-Cada uno de los ocho telescopios que forman en EHT funciona como si fuera un panel de ese gigantesco telescopio virtual. Y al ir rotando la Tierra, se van llenando más y más paneles de esa imagen. Pero no tenemos un foco, como en cualquier telescopio normal, donde rebote la luz y nos da la imagen, por lo que utilizamos un super ordenador. Grabamos las señales que captan cada uno de los telescopios, sincronizados con una precisión de picosegundos (billonésimas de segundo) para estar seguros de que todos observan en el mismo momento. Después, todos esos datos (5 petabytes, unos 5 millones de GB) se procesan, una tarea que lleva meses y durante la que el ordenador va comparando las señales de los telescopios. Después llega el momento de obtener la imagen, un proceso que también es muy laborioso. Volvemos a usar superordenadores, que calculan cuál es la imagen que mejor representa a esos datos.

-¿Si pudiéramos ver directamente el agujero negro, ¿se parecería a la imagen mostrada durante la presentación?

-Sí, sería exactamente igual. Obviamente, cuanto más cerca estemos más nítida saldría, pero se vería igual.

-Como ya ha dicho, en 2019 el mismo equipo fotografió el enorme agujero negro del centro de la galaxia M87, con 6.500 milllones de masas solares. Y resulta que se parece extraordinariamente a Sagitario A*. ¿Por qué se parecen tanto las imágenes siendo los agujeros negros tan distintos?

-Eso confirma una de las predicciones de la relatividad general, según la que todos los agujeros negros 'funcionan' igual, sea cual sea su tamaño. La física es la misma. Los agujeros negros son los objetos más extremos que existen en el Universo, pero al mismo tiempo son muy simples. El anillo de un agujero negro es circular, y solo cambia el tamaño. Los agujeros negros no tienen ninguna otra propiedad, ni temperaturas que puedan variar, ni varias densidades... Solamente varían en tamaño, que es lo que predecía la relatividad general. Corroborarlo ha sido un hito muy importante.

-Sin embargo, M87* tiene un arco brillante en la parte inferior, y Sagitario A* tiene tres puntos brillantes. ¿A qué se debe esa diferencia en concreto?

-Los tres puntos brillantes de Sagitario A* pueden variar su posición, que depende mucho de los parámetros que tenemos para hacer la imagen. Imagine que tiene 10.000 cámaras distintas, todas con filtros distintos, y con parámetros ligeramente distintos entre sí. Lo que hemos visto es que todas las imágenes que obtuvimos, más de mil, se parecen mucho, pero dependiendo de los parámetros utilizados, los puntos más brillantes del anillo pueden cambiar. Y como el agujero negro se mueve, como dije antes, durante la exposición, cambia, y los puntos se captan unas veces en un sitio y otras en otro.

-La imagen, pues, coincide con las suposiciones previas de cómo sería un agujero negro, es decir, es una nueva confirmación de la relatividad general. ¿Es cierto que muchos de sus colegas habrían preferido encontrar algo extraño, algo que no coincidiera con lo que ya sabemos? ¿Es usted de los que piensan eso?

-Sí, desde luego, habría sido mucho más emocionante. Me habría encantado comprobar que hay un momento en que la relatividad general falla y que necesitamos una teoría alternativa... Así es como avanza la ciencia. La teoría de la gravedad de Newton, por ejemplo, funciona perfectamente en cualquier sitio del Sistema Solar, con una gran precisión. Pero cuando vamos a masas muy grandes, que producen curvaturas en el espacio tiempo, ya no funciona, necesitamos otra teoría, que es la de la relatividad. Esperamos, y sabemos con bastante certeza, que ahora necesitamos algo que vaya más allá de la teoría de la relatividad, que se 'rompe' y deja de funcionar en el interior de los agujeros negros. La relatividad predice que en el centro de un agujero negro hay una singularidad, un punto de infinita densidad contra el que se estrellan todas las teorías actuales. El propio Einstein, sin ir más lejos, pensaba que esas 'monstruosidades' que son los agujeros negros no podían existir en la realidad...

-¿Qué hemos aprendido y qué nos queda por aprender tanto de esta imagen como de la de 2019?

-Pues lo primero que hemos aprendido es que los agujeros negros son muy reales. Existen y están ahí. También hemos aprendido, que, una vez más, la relatividad es correcta en sus predicciones de cómo son estos objetos. Y también hemos confirmado que, como dice la teoría, son todos iguales independientemente de su tamaño. ¿Qué nos queda? Pues llevar al límite la relatividad y someterla a pruebas aún más duras, con imágenes cada vez más nítidas y mejores. También queremos hacer vídeos, para entender por qué a veces los agujeros negros emiten esos enormes chorros de energía. ¿De dónde la sacan? Queremos entender cómo es posible extraer energía de un agujero negro para alimentar esos chorros, y también por qué el eje de rotación de Sagitario A* no coincide con el de la rotación de la galaxia...

-Eso mismo le iba a preguntar ahora. Los ejes de rotación del agujero negro y de la galaxia no están alineados... ¿Es eso una pista de una gran colisión pasada de otra galaxia contra la nuestra, que pudo desalinear ambos ejes?

-Sí, nuestro agujero negro tiene una rotación extraña. Esperábamos que se estuviera moviendo de canto con respecto al plano de la galaxia, pero no, está inclinado 30 grados y lo estamos viendo casi de frente... Se supone que si la galaxia gira alrededor del agujero negro, que también gira, su rotación se producirá alrededor de un eje común. Pero no es así. Puede que se deba a una antigua colisión de la Vía Láctea, pero no lo sabemos.. Y también queremos saber cómo de rápido gira Sagitario A*, lo que es importante para estudiar el anillo brillante que lo rodea. Y, por supuesto, tampoco entendemos aún cómo se ha llegado hasta un agujero negro de cuatro millones de masas solares.

-¿Qué nuevos objetivos tienen para el futuro?

-Ya tenemos otros agujeros negros en perspectiva. Ahora nosotros tenemos una resolución suficiente como para ver una rosquilla en la Luna. Pero si el tamaño del agujero negro que queremos estudiar es menor que una rosquilla, entonces nos va a salir como un punto. Necesitamos mejorar la resolución para ver agujeros negros más pequeños. Mientras, estudiaremos otros candidatos, grandes y al alcance de nuestros instrumentos.