TEDGlobal 2009
Andrea Ghez: The hunt for a supermassive black hole
Andrea Ghez: La búsqueda de un agujero negro supermasivo.
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Con nueva información proveniente de los telescopios Keck, Andrea Ghez muestra como los últimos avances en óptica adaptativa están ayudando a los astrónomos a comprender los objetos más misteriosos de nuestro universo: los agujeros negros. Ghez comparte evidencia de la existencia de un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea.
Andrea Ghez - Astronomer
Andrea Ghez is a stargazing detective, tracking the visible and invisible forces lurking in the vastness of interstellar space. Full bio
Andrea Ghez is a stargazing detective, tracking the visible and invisible forces lurking in the vastness of interstellar space. Full bio
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00:15
How do you observe something you can't see?
0
0
3000
¿Cómo observar algo que no podemos ver?
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This is the basic question of somebody who's interested
1
3000
3000
Esta es la pregunta esencial de quien desea
00:21
in finding and studying black holes.
2
6000
2000
encontrar y estudiar agujeros negros.
00:23
Because black holes are objects
3
8000
2000
Porque los agujeros negros son objetos
00:25
whose pull of gravity is so intense
4
10000
3000
cuya fuerza gravitacional es tan intensa
00:28
that nothing can escape it, not even light,
5
13000
2000
que nada puede escapar a ella, ni siquiera la luz,
00:30
so you can't see it directly.
6
15000
2000
y no se ven directamente.
00:32
So, my story today about black holes
7
17000
3000
Mi historia de hoy sobre los agujeros negros
00:35
is about one particular black hole.
8
20000
2000
es sobre un agujero negro en particular.
00:37
I'm interested in finding whether or not
9
22000
3000
Me interesa saber si
00:40
there is a really massive, what we like to call
10
25000
3000
hay un agujero enorme, o lo que llamamos
00:43
"supermassive" black hole at the center of our galaxy.
11
28000
3000
un agujero negro "supermasivo" en el centro de nuestra galaxia.
00:46
And the reason this is interesting is that
12
31000
3000
Y esto es interesante porque
00:49
it gives us an opportunity to prove
13
34000
3000
nos da la oportunidad de probar
00:52
whether or not these exotic objects really exist.
14
37000
4000
si estos exóticos objetos realmente existen.
00:56
And second, it gives us the opportunity
15
41000
2000
Segundo, nos da la oportunidad
00:58
to understand how these supermassive black holes
16
43000
3000
de comprender cómo estos agujeros negros supermasivos
01:01
interact with their environment,
17
46000
2000
interactúan con su ambiente,
01:03
and to understand how they affect the formation and evolution
18
48000
3000
y cómo afectan la formación y evolución
01:06
of the galaxies which they reside in.
19
51000
3000
de las galaxias donde residen.
01:09
So, to begin with,
20
54000
2000
Para comenzar,
01:11
we need to understand what a black hole is
21
56000
3000
debemos comprender qué es un agujero negro
01:14
so we can understand the proof of a black hole.
22
59000
2000
para que podamos comprender su prueba de existencia.
01:16
So, what is a black hole?
23
61000
2000
Entonces, ¿qué es un agujero negro?
01:18
Well, in many ways a black hole is an incredibly simple object,
24
63000
4000
Un agujero negro es un objeto increíblemente simple,
01:22
because there are only three characteristics that you can describe:
25
67000
3000
porque sólo hay tres características que se pueden describir:
01:25
the mass,
26
70000
2000
la masa,
01:27
the spin, and the charge.
27
72000
2000
su rotación, y la carga.
01:29
And I'm going to only talk about the mass.
28
74000
2000
Sólo voy a hablarles de la masa.
01:31
So, in that sense, it's a very simple object.
29
76000
3000
En ese sentido, es un objeto muy simple.
01:34
But in another sense, it's an incredibly complicated object
30
79000
2000
En otro sentido, es un objeto increíblemente complicado
01:36
that we need relatively exotic physics to describe,
31
81000
3000
y debemos apelar a la física exótica para describirlo,
01:39
and in some sense represents the breakdown of our physical understanding
32
84000
4000
lo que implica el quiebre de nuestra comprensión física
01:43
of the universe.
33
88000
2000
del universo.
01:45
But today, the way I want you to understand a black hole,
34
90000
2000
Hoy, la forma en la que quiero que entiendan un agujero negro,
01:47
for the proof of a black hole,
35
92000
2000
por la prueba de un agujero negro,
01:49
is to think of it as an object
36
94000
2000
es verlo como un objeto
01:51
whose mass is confined to zero volume.
37
96000
3000
cuya masa está confinada a un volumen cero.
01:54
So, despite the fact that I'm going to talk to you about
38
99000
2000
Aunque voy a hablarles sobre
01:56
an object that's supermassive,
39
101000
3000
un objeto que es supermasivo,
01:59
and I'm going to get to what that really means in a moment,
40
104000
2000
y voy a explicar qué es eso en un momento,
02:01
it has no finite size.
41
106000
3000
no tiene un tamaño finito.
02:04
So, this is a little tricky.
42
109000
2000
Es algo complicado.
02:06
But fortunately there is a finite size that you can see,
43
111000
4000
Pero hay un tamaño finito que pueden ver,
02:10
and that's known as the Schwarzschild radius.
44
115000
3000
y eso se conoce como el radio Schwarzschild.
02:13
And that's named after the guy who recognized
45
118000
2000
Lleva el nombre de la persona que reconoció
02:15
why it was such an important radius.
46
120000
2000
por qué era un radio tan importante.
02:17
This is a virtual radius, not reality; the black hole has no size.
47
122000
3000
Este es un radio virtual, no real; el agujero negro no tiene tamaño.
02:20
So why is it so important?
48
125000
2000
¿Por qué es tan importante?
02:22
It's important because it tells us
49
127000
2000
Es importante porque nos dice
02:24
that any object can become a black hole.
50
129000
4000
que cualquier objeto puede convertirse en un agujero negro.
02:28
That means you, your neighbor, your cellphone,
51
133000
3000
Eso significa que ustedes, sus vecinos, sus teléfonos celulares,
02:31
the auditorium can become a black hole
52
136000
2000
el auditorio puede convertirse en un agujero negro
02:33
if you can figure out how to compress it down
53
138000
3000
si pueden hallar la forma de comprimirlo
02:36
to the size of the Schwarzschild radius.
54
141000
2000
al tamaño del radio Schwarzschild.
02:38
At that point, what's going to happen?
55
143000
3000
Entonces, ¿qué sucedería?
02:41
At that point gravity wins.
56
146000
2000
En ese punto la gravedad gana.
02:43
Gravity wins over all other known forces.
57
148000
2000
La gravedad gana sobre todas las otras fuerzas conocidas.
02:45
And the object is forced to continue to collapse
58
150000
3000
Y el objeto es forzado a continuar colapsando
02:48
to an infinitely small object.
59
153000
2000
en un objeto infinitamente pequeño.
02:50
And then it's a black hole.
60
155000
2000
Y luego es un agujero negro.
02:52
So, if I were to compress the Earth down to the size of a sugar cube,
61
157000
5000
Si comprimiera a la Tierra al tamaño de un cubo de azúcar,
02:57
it would become a black hole,
62
162000
2000
se convertiría en un agujero negro,
02:59
because the size of a sugar cube is its Schwarzschild radius.
63
164000
4000
porque el tamaño de un cubo de azúcar es su radio Schwarzschild.
03:03
Now, the key here is to figure out what that Schwarzschild radius is.
64
168000
3000
La clave es descifrar cuál es el radio Schwarzschild.
03:06
And it turns out that it's actually pretty simple to figure out.
65
171000
4000
Resulta muy sencillo.
03:10
It depends only on the mass of the object.
66
175000
2000
Sólo depende de la masa de un objeto.
03:12
Bigger objects have bigger Schwarzschild radii.
67
177000
2000
Objetos más grandes tienen radios Schwarzschild más grandes.
03:14
Smaller objects have smaller Schwarzschild radii.
68
179000
3000
Objetos pequeños tienen radios Schwarzschild más pequeños.
03:17
So, if I were to take the sun
69
182000
2000
Si yo tomara al sol
03:19
and compress it down to the scale of the University of Oxford,
70
184000
3000
y lo comprimiera a la escala de la Universidad de Oxford,
03:22
it would become a black hole.
71
187000
3000
se convertiría en un agujero negro.
03:25
So, now we know what a Schwarzschild radius is.
72
190000
3000
Ahora sabemos lo que es un radio Schwarzschild.
03:28
And it's actually quite a useful concept,
73
193000
2000
Es un concepto muy útil,
03:30
because it tells us not only
74
195000
2000
porque no sólo nos dice
03:32
when a black hole will form,
75
197000
2000
cuándo se formará un agujero negro
03:34
but it also gives us the key elements for the proof of a black hole.
76
199000
3000
sino que nos da elementos cruciales para la prueba de un agujero negro.
03:37
I only need two things.
77
202000
2000
Sólo necesito dos cosas.
03:39
I need to understand the mass of the object
78
204000
2000
Debo comprender la masa de un objeto
03:41
I'm claiming is a black hole,
79
206000
2000
que aseguro es un agujero negro,
03:43
and what its Schwarzschild radius is.
80
208000
2000
y cuál es su radio Schwarzchild.
03:45
And since the mass determines the Schwarzschild radius,
81
210000
2000
Dado que la masa determina el radio Schwarzschild,
03:47
there is actually only one thing I really need to know.
82
212000
2000
hay una sola cosa que debo conocer.
03:49
So, my job in convincing you
83
214000
2000
Mi tarea al convencerlos
03:51
that there is a black hole
84
216000
2000
de que existe un agujero negro,
03:53
is to show that there is some object
85
218000
2000
es demostrar que hay un objeto
03:55
that's confined to within its Schwarzschild radius.
86
220000
3000
que está confinado dentro de su radio Schwarzschild.
03:58
And your job today is to be skeptical.
87
223000
3000
Y su tarea de hoy es ser escépticos.
04:01
Okay, so, I'm going to talk about no ordinary black hole;
88
226000
4000
Hablaré sobre agujeros negros nada comunes;
04:05
I'm going to talk about supermassive black holes.
89
230000
3000
hablaré sobre agujeros negros supermasivos.
04:08
So, I wanted to say a few words about what an ordinary black hole is,
90
233000
2000
Quería hablar sobre qué es un agujero negro común,
04:10
as if there could be such a thing as an ordinary black hole.
91
235000
3000
si es posible que exista un agujero negro común.
04:13
An ordinary black hole is thought to be the end state
92
238000
3000
Se piensa que un agujero negro común es el estado final
04:16
of a really massive star's life.
93
241000
2000
de la vida de una estrella masiva.
04:18
So, if a star starts its life off
94
243000
2000
Si una estrella comienza su vida
04:20
with much more mass than the mass of the Sun,
95
245000
2000
con una masa mucho mayor que la del Sol,
04:22
it's going to end its life by exploding
96
247000
3000
terminará su vida estallando
04:25
and leaving behind these beautiful supernova remnants that we see here.
97
250000
3000
dejando tras sí estos hermosos remanentes de supernova que vemos aquí.
04:28
And inside that supernova remnant
98
253000
2000
Dentro de ese remanente de supernova
04:30
is going to be a little black hole
99
255000
2000
va a haber un pequeño agujero negro
04:32
that has a mass roughly three times the mass of the Sun.
100
257000
3000
que tendrá una masa casi tres veces la masa del Sol.
04:35
On an astronomical scale
101
260000
2000
En una escala astronómica
04:37
that's a very small black hole.
102
262000
2000
ese es un agujero negro muy pequeño.
04:39
Now, what I want to talk about are the supermassive black holes.
103
264000
3000
Ahora, quiero hablarles sobre los agujeros negros supermasivos.
04:42
And the supermassive black holes are thought to reside at the center of galaxies.
104
267000
4000
Se cree que negros supermasivos residen en el centro de las galaxias.
04:46
And this beautiful picture taken with the Hubble Space Telescope
105
271000
3000
Esta hermosa fotografía tomada con el Telescopio Espacial Hubble
04:49
shows you that galaxies come in all shapes and sizes.
106
274000
3000
muestra que las galaxias vienen en todas formas y tamaños.
04:52
There are big ones. There are little ones.
107
277000
2000
Hay grandes. Hay pequeñas.
04:54
Almost every object in that picture there is a galaxy.
108
279000
3000
Casi todos los objetos en esa fotografía son galaxias.
04:57
And there is a very nice spiral up in the upper left.
109
282000
3000
Hay una muy hermosa espiral arriba a la izquierda.
05:00
And there are a hundred billion stars in that galaxy,
110
285000
4000
Y hay cien billones de estrellas en esa galaxia,
05:04
just to give you a sense of scale.
111
289000
2000
sólo para darles un sentido de escala.
05:06
And all the light that we see from a typical galaxy,
112
291000
2000
Toda esa luz que vemos de una típica galaxia,
05:08
which is the kind of galaxies that we're seeing here,
113
293000
2000
que es el tipo de galaxias que vemos aquí,
05:10
comes from the light from the stars.
114
295000
2000
viene de la luz de las estrellas.
05:12
So, we see the galaxy because of the star light.
115
297000
2000
Entonces, vemos la galaxia debido a la luz estelar.
05:14
Now, there are a few relatively exotic galaxies.
116
299000
4000
Hay pocas galaxias relativamente exóticas.
05:18
I like to call these the prima donna of the galaxy world,
117
303000
3000
Las llamo las prima donnas del mundo de las galaxias,
05:21
because they are kind of show offs.
118
306000
2000
porque son algo exhibicionistas.
05:23
And we call them active galactic nuclei.
119
308000
2000
Y las llamamos núcleos galácticos activos.
05:25
And we call them that because their nucleus,
120
310000
2000
Las llamamos así porque sus núcleos,
05:27
or their center, are very active.
121
312000
3000
o sus centros, son muy activos.
05:30
So, at the center there, that's actually where
122
315000
2000
Allí en el centro, de ahí
05:32
most of the starlight comes out from.
123
317000
2000
proviene la mayoría de la luz estelar.
05:34
And yet, what we actually see is light
124
319000
2000
Sin embargo, lo que vemos es luz
05:36
that can't be explained by the starlight.
125
321000
3000
que no puede ser explicada por la luz estelar.
05:39
It's way more energetic.
126
324000
2000
Es mucho más energética.
05:41
In fact, in a few examples it's like the ones that we're seeing here.
127
326000
2000
En algunos ejemplos es como la que vemos aquí.
05:43
There are also jets emanating out from the center.
128
328000
3000
Hay chorros emanando desde el centro.
05:46
Again, a source of energy that's very difficult to explain
129
331000
4000
Una fuente de energía muy difícil de explicar
05:50
if you just think that galaxies are composed of stars.
130
335000
2000
si consideran que las galaxias están compuestas de estrellas.
05:52
So, what people have thought is that perhaps
131
337000
2000
Se ha pensado que quizás
05:54
there are supermassive black holes
132
339000
3000
hay agujeros supermasivos
05:57
which matter is falling on to.
133
342000
3000
donde cae la materia.
06:00
So, you can't see the black hole itself,
134
345000
2000
No se puede ver el agujero negro,
06:02
but you can convert the gravitational energy of the black hole
135
347000
3000
pero se puede convertir la energía gravitacional del agujero negro
06:05
into the light we see.
136
350000
2000
en luz que podemos ver.
06:07
So, there is the thought that maybe supermassive black holes
137
352000
2000
Se cree que quizás los agujeros negros supermasivos
06:09
exist at the center of galaxies.
138
354000
2000
existen en el centro de las galaxias.
06:11
But it's a kind of indirect argument.
139
356000
2000
Pero es un argumento indirecto.
06:13
Nonetheless, it's given rise to the notion
140
358000
2000
Sin embargo, ha generado la noción
06:15
that maybe it's not just these prima donnas
141
360000
3000
de que no son sólo estas prima donnas
06:18
that have these supermassive black holes,
142
363000
2000
las que tienen estos agujeros supermasivos,
06:20
but rather all galaxies might harbor these
143
365000
3000
sino que todas las galaxias podrían albergar
06:23
supermassive black holes at their centers.
144
368000
2000
agujeros negros supermasivos en sus centros.
06:25
And if that's the case -- and this is an example of a normal galaxy;
145
370000
3000
Si ése es el caso -- Éste es un ejemplo de una galaxia normal;
06:28
what we see is the star light.
146
373000
2000
lo que vemos es la luz de las estrellas.
06:30
And if there is a supermassive black hole,
147
375000
2000
Si hay un agujero negro supermasivo,
06:32
what we need to assume is that it's a black hole on a diet.
148
377000
3000
debemos pensar que es un agujero negro a dieta.
06:35
Because that is the way to suppress the energetic phenomena that we see
149
380000
3000
Porque así se suprimen los fenómenos energéticos que vemos
06:38
in active galactic nuclei.
150
383000
3000
en núcleos galácticos activos.
06:41
If we're going to look for these stealth black holes
151
386000
3000
Si vamos a buscar estos agujeros negros ocultos
06:44
at the center of galaxies,
152
389000
2000
en el centro de las galaxias,
06:46
the best place to look is in our own galaxy, our Milky Way.
153
391000
4000
el mejor lugar para buscar es en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.
06:50
And this is a wide field picture
154
395000
2000
Ésta es una fotografía de campo amplio
06:52
taken of the center of the Milky Way.
155
397000
3000
del centro de la Vía Láctea.
06:55
And what we see is a line of stars.
156
400000
3000
Lo que vemos es una línea de estrellas.
06:58
And that is because we live in a galaxy which has
157
403000
2000
Eso es porque vivimos en una galaxia que es
07:00
a flattened, disk-like structure.
158
405000
2000
una estructura aplanada, como un disco.
07:02
And we live in the middle of it, so when we look towards the center,
159
407000
2000
Vivimos en el medio, y cuando miramos hacia el centro,
07:04
we see this plane which defines the plane of the galaxy,
160
409000
2000
vemos este plano que define el plano de la galaxia,
07:06
or line that defines the plane of the galaxy.
161
411000
4000
o la línea que define el plano de la galaxia.
07:10
Now, the advantage of studying our own galaxy
162
415000
3000
La ventaja de estudiar nuestra propia galaxia
07:13
is it's simply the closest example of the center of a galaxy
163
418000
3000
es que es el ejemplo más cercano del centro de una galaxia
07:16
that we're ever going to have, because the next closest galaxy
164
421000
2000
que podemos ver, porque la otra galaxia más cercana
07:18
is 100 times further away.
165
423000
3000
está 100 veces más lejos.
07:21
So, we can see far more detail in our galaxy
166
426000
2000
Podemos ver mucho más detalle en nuestra galaxia
07:23
than anyplace else.
167
428000
2000
que en cualquier otro lugar.
07:25
And as you'll see in a moment, the ability to see detail
168
430000
2000
Como verán en un momento, la habilidad de ver detalles
07:27
is key to this experiment.
169
432000
3000
es crucial para este experimento.
07:30
So, how do astronomers prove that there is a lot of mass
170
435000
3000
¿Como los astrónomos demuestran que hay mucha masa
07:33
inside a small volume?
171
438000
2000
dentro de un volumen pequeño?
07:35
Which is the job that I have to show you today.
172
440000
3000
Eso es lo que debo mostrarles hoy.
07:38
And the tool that we use is to watch the way
173
443000
2000
La herramienta que usamos es observar la forma
07:40
stars orbit the black hole.
174
445000
3000
en que las estrellas orbitan el agujero negro.
07:43
Stars will orbit the black hole
175
448000
2000
Las estrellas orbitarán el agujero negro
07:45
in the very same way that planets orbit the sun.
176
450000
3000
del mismo modo en que los planetas orbitan el sol.
07:48
It's the gravitational pull
177
453000
2000
La atracción gravitatoria
07:50
that makes these things orbit.
178
455000
2000
hace orbitar estos objetos.
07:52
If there were no massive objects these things would go flying off,
179
457000
3000
Si no hubiera objetos masivos, estas cosas se irían flotando,
07:55
or at least go at a much slower rate
180
460000
2000
o se moverían a una velocidad mucho menor
07:57
because all that determines how they go around
181
462000
3000
porque lo que determina cómo se mueven
08:00
is how much mass is inside its orbit.
182
465000
2000
es cuánta masa hay dentro de su órbita.
08:02
So, this is great, because remember my job is to show
183
467000
2000
Esto es genial, porque recuerden que mi tarea es mostrarles
08:04
there is a lot of mass inside a small volume.
184
469000
2000
que hay mucha masa dentro de un volumen pequeño.
08:06
So, if I know how fast it goes around, I know the mass.
185
471000
3000
Si sé cuán rápido gira, conozco la masa.
08:09
And if I know the scale of the orbit I know the radius.
186
474000
3000
Y si conozco la escala de la órbita, conoceré el radio.
08:12
So, I want to see the stars
187
477000
2000
Entonces, quiero ver las estrellas
08:14
that are as close to the center of the galaxy as possible.
188
479000
2000
que están lo más cerca posible del centro de la galaxia.
08:16
Because I want to show there is a mass inside as small a region as possible.
189
481000
4000
Porque quiero mostrar que hay masa dentro de la región más pequeña.
08:20
So, this means that I want to see a lot of detail.
190
485000
3000
Esto significa que quiero ver mucho detalle.
08:23
And that's the reason that for this experiment we've used
191
488000
2000
Por esto hemos usado para este experimento
08:25
the world's largest telescope.
192
490000
2000
el telescopio más grande del mundo.
08:27
This is the Keck observatory. It hosts two telescopes
193
492000
3000
Este es el observatorio Keck. Tiene dos telescopios
08:30
with a mirror 10 meters, which is roughly
194
495000
2000
con un espejo de 10 metros, que es casi
08:32
the diameter of a tennis court.
195
497000
2000
el diámetro de una cancha de tenis.
08:34
Now, this is wonderful,
196
499000
2000
Esto es maravilloso
08:36
because the campaign promise
197
501000
2000
porque la promesa usual
08:38
of large telescopes is that is that the bigger the telescope,
198
503000
3000
de los grandes telescopios es que, mientras más grande,
08:41
the smaller the detail that we can see.
199
506000
4000
más pequeño es el detalle que podemos ver.
08:45
But it turns out these telescopes, or any telescope on the ground
200
510000
3000
Pero estos telescopios, o cualquier telescopio terrestre
08:48
has had a little bit of a challenge living up to this campaign promise.
201
513000
4000
tiene algunos problemas para honrar esa promesa.
08:52
And that is because of the atmosphere.
202
517000
2000
Eso es debido a la atmósfera.
08:54
Atmosphere is great for us; it allows us
203
519000
2000
La atmósfera es genial para nosotros; nos permite
08:56
to survive here on Earth.
204
521000
2000
sobrevivir en la Tierra.
08:58
But it's relatively challenging for astronomers
205
523000
3000
Pero es un reto para los astrónomos
09:01
who want to look through the atmosphere to astronomical sources.
206
526000
4000
que quieren observar fuentes astronómicas a través de la atmósfera.
09:05
So, to give you a sense of what this is like,
207
530000
2000
Para darles una idea,
09:07
it's actually like looking at a pebble
208
532000
2000
es como mirar una piedrita
09:09
at the bottom of a stream.
209
534000
2000
en el fondo de un arroyo.
09:11
Looking at the pebble on the bottom of the stream,
210
536000
2000
Al mirar la piedra en el fondo,
09:13
the stream is continuously moving and turbulent,
211
538000
3000
la corriente se mueve continuamente y es turbulenta,
09:16
and that makes it very difficult to see the pebble on the bottom of the stream.
212
541000
4000
y eso dificulta ver la piedra en el fondo.
09:20
Very much in the same way, it's very difficult
213
545000
2000
Igualmente, es muy difícil
09:22
to see astronomical sources, because of the
214
547000
2000
ver fuentes astronómicas, porque
09:24
atmosphere that's continuously moving by.
215
549000
2000
la atmósfera se mueve continuamente.
09:26
So, I've spent a lot of my career working on ways
216
551000
3000
He pasado gran parte de mi carrera buscando maneras
09:29
to correct for the atmosphere, to give us a cleaner view.
217
554000
3000
de corregir el problema de la atmósfera, y tener una visión más clara.
09:32
And that buys us about a factor of 20.
218
557000
3000
Con eso obtenemos un factor de aproximadamente 20.
09:35
And I think all of you can agree that if you can
219
560000
2000
Creo que todos estarán de acuerdo que si pudieran
09:37
figure out how to improve life by a factor of 20,
220
562000
3000
mejorar su vida por un factor de 20
09:40
you've probably improved your lifestyle by a lot,
221
565000
2000
la mejorarían muchísimo,
09:42
say your salary, you'd notice, or your kids, you'd notice.
222
567000
5000
lo notarían en su salario, o sus hijos.
09:47
And this animation here shows you one example of
223
572000
2000
Esta animación les muestra un ejemplo de
09:49
the techniques that we use, called adaptive optics.
224
574000
3000
las técnicas que usamos, llamadas óptica adaptativa.
09:52
You're seeing an animation that goes between
225
577000
2000
Aquí ven una animación que parte
09:54
an example of what you would see if you don't use this technique --
226
579000
3000
del ejemplo de cómo verían si no usan esta técnica,
09:57
in other words, just a picture that shows the stars --
227
582000
3000
sólo una fotografía que muestra las estrellas,
10:00
and the box is centered on the center of the galaxy,
228
585000
2000
la caja está enfocada en el centro de la galaxia.
10:02
where we think the black hole is.
229
587000
2000
donde creemos está el agujero negro.
10:04
So, without this technology you can't see the stars.
230
589000
3000
Sin esta tecnología no se pueden ver las estrellas.
10:07
With this technology all of a sudden you can see it.
231
592000
2000
Con esta tecnología, repentinamente podemos verlas.
10:09
This technology works by introducing a mirror
232
594000
2000
Esta tecnología funciona introduciendo un espejo
10:11
into the telescope optics system
233
596000
2000
dentro del sistema óptico del telescopio
10:13
that's continuously changing to counteract what the atmosphere is doing to you.
234
598000
5000
que cambia continuamente para contrarrestar el efecto de la atmósfera.
10:18
So, it's kind of like very fancy eyeglasses for your telescope.
235
603000
4000
Son como anteojos sofisticados para su telescopio.
10:22
Now, in the next few slides I'm just going to focus on
236
607000
2000
En las siguientes diapositivas voy a concentrarme en
10:24
that little square there.
237
609000
2000
ese pequeño cuadro.
10:26
So, we're only going to look at the stars inside that small square,
238
611000
2000
Sólo veremos las estrellas dentro de ese pequeño cuadro,
10:28
although we've looked at all of them.
239
613000
2000
aunque las hayamos visto todas.
10:30
So, I want to see how these things have moved.
240
615000
2000
Quiero ver cómo estas cosas se han movido.
10:32
And over the course of this experiment, these stars
241
617000
2000
En el curso de este experimento, estas estrellas
10:34
have moved a tremendous amount.
242
619000
2000
se han movido mucho.
10:36
So, we've been doing this experiment for 15 years,
243
621000
2000
Hemos hecho este experimento por 15 años,
10:38
and we see the stars go all the way around.
244
623000
2000
y vemos las estrellas dar toda la vuelta.
10:40
Now, most astronomers have a favorite star,
245
625000
3000
La mayoría de los astrónomos tiene una estrella favorita,
10:43
and mine today is a star that's labeled up there, SO-2.
246
628000
4000
la mía es una estrella que está etiquetada ahí, SO-2.
10:47
Absolutely my favorite star in the world.
247
632000
2000
Es mi estrella favorita.
10:49
And that's because it goes around in only 15 years.
248
634000
3000
Porque da la vuelta en sólo 15 años.
10:52
And to give you a sense of how short that is,
249
637000
2000
Para darles una idea de cuán poco tiempo es,
10:54
the sun takes 200 million years to go around the center of the galaxy.
250
639000
5000
el sol tarda 200 millones de años en girar alrededor del centro de la galaxia.
10:59
Stars that we knew about before, that were as close to the center of the galaxy
251
644000
3000
Las estrellas que antes conocíamos, cerca del centro de la galaxia,
11:02
as possible, take 500 years.
252
647000
2000
lo más posible, tardan 500 años.
11:04
And this one, this one goes around in a human lifetime.
253
649000
4000
Y ésta da la vuelta en el transcurso de una vida humana.
11:08
That's kind of profound, in a way.
254
653000
2000
Eso es algo profundo.
11:10
But it's the key to this experiment. The orbit tells me
255
655000
2000
Pero es la clave de este experimento. La órbita me dice
11:12
how much mass is inside a very small radius.
256
657000
4000
cuánta masa hay adentro de un radio muy pequeño.
11:16
So, next we see a picture here that shows you
257
661000
3000
Ahora vemos una fotografía que les muestra
11:19
before this experiment the size to which we could
258
664000
2000
antes de este experimento el tamaño al cual podíamos
11:21
confine the mass of the center of the galaxy.
259
666000
3000
limitar la masa del centro de la galaxia.
11:24
What we knew before is that there was four million
260
669000
2000
Antes sabíamos que había cuatro millones
11:26
times the mass of the sun inside that circle.
261
671000
3000
veces la masa del sol dentro de ese círculo.
11:29
And as you can see, there was a lot of other stuff inside that circle.
262
674000
2000
Como ven, hay muchas otras cosas dentro de ese círculo.
11:31
You can see a lot of stars.
263
676000
2000
Pueden ver muchas estrellas.
11:33
So, there was actually lots of alternatives
264
678000
2000
Había muchas alternativas
11:35
to the idea that there was a supermassive black hole at the center of the galaxy,
265
680000
3000
a la idea de que existía un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia,
11:38
because you could put a lot of stuff in there.
266
683000
2000
porque se podían colocar muchas cosas allí.
11:40
But with this experiment, we've confined
267
685000
2000
Pero con este experimento hemos confinado
11:42
that same mass to a much smaller volume
268
687000
3000
esa misma masa a un volumen mucho menor,
11:45
that's 10,000 times smaller.
269
690000
4000
10 mil veces menor.
11:49
And because of that, we've been able to show
270
694000
2000
Por eso hemos podido mostrar
11:51
that there is a supermassive black hole there.
271
696000
2000
que hay un agujero negro supermasivo allí.
11:53
To give you a sense of how small that size is,
272
698000
2000
Para darles una idea de lo pequeña que es,
11:55
that's the size of our solar system.
273
700000
2000
ese es el tamaño de nuestro sistema solar.
11:57
So, we're cramming four million times the mass of the sun
274
702000
4000
Comprimimos cuatro millones de veces la masa del sol
12:01
into that small volume.
275
706000
2000
en ese pequeño volumen.
12:03
Now, truth in advertising. Right?
276
708000
3000
Debemos ser veraces. ¿No?
12:06
I have told you my job is to get it down to the Schwarzchild radius.
277
711000
3000
Dije que mi trabajo es reducirlo hasta el radio de Schwarzchild.
12:09
And the truth is, I'm not quite there.
278
714000
2000
En verdad, aún no lo he logrado.
12:11
But we actually have no alternative today
279
716000
2000
Pero no tenemos alternativa en la actualidad
12:13
to explaining this concentration of mass.
280
718000
3000
para explicar esta concentración de masa.
12:16
And, in fact, it's the best evidence we have to date
281
721000
3000
Es la mejor evidencia que tenemos a la fecha
12:19
for not only existence of a supermassive black hole
282
724000
2000
no sólo de la existencia de un agujero negro supermasivo
12:21
at the center of our own galaxy, but any in our universe.
283
726000
3000
en el centro de nuestra propia galaxia, sino en nuestro universo.
12:24
So, what next? I actually think
284
729000
3000
Entonces, ¿Ahora qué? Yo creo
12:27
this is about as good as we're going to do with today's technology,
285
732000
2000
que es lo mejor que podemos hacer con la tecnología actual,
12:29
so let's move on with the problem.
286
734000
2000
así que avancemos.
12:31
So, what I want to tell you, very briefly,
287
736000
2000
Quiero mostrarles, brevemente,
12:33
is a few examples
288
738000
2000
algunos ejemplos
12:35
of the excitement of what we can do today
289
740000
2000
de cuán excitante es lo que podemos hacer hoy
12:37
at the center of the galaxy, now that we know that there is,
290
742000
2000
en el centro de nuestra galaxia, ahora que sabemos que hay,
12:39
or at least we believe,
291
744000
2000
o creemos que existe,
12:41
that there is a supermassive black hole there.
292
746000
2000
un agujero negro supermasivo allí.
12:43
And the fun phase of this experiment
293
748000
2000
Y la fase divertida de este experimento
12:45
is, while we've tested some of our ideas
294
750000
3000
es que, aunque hemos sometido a prueba algunas de nuestras ideas
12:48
about the consequences of a supermassive black hole
295
753000
2000
sobre las consecuencias de que un agujero negro supermasivo
12:50
being at the center of our galaxy,
296
755000
2000
esté en el centro de nuestra galaxia,
12:52
almost every single one
297
757000
2000
casi cada una de ellas
12:54
has been inconsistent with what we actually see.
298
759000
2000
ha sido inconsistente con lo que realmente vemos.
12:56
And that's the fun.
299
761000
2000
Y eso es lo divertido.
12:58
So, let me give you the two examples.
300
763000
2000
Déjenme citar dos ejemplos.
13:00
You can ask, "What do you expect
301
765000
2000
Ustedes pueden preguntar, "¿Qué esperan
13:02
for the old stars, stars that have been around the center of the galaxy
302
767000
2000
de las viejas estrellas? Las que han estado en el centro de la galaxia
13:04
for a long time, they've had plenty of time to interact with the black hole."
303
769000
4000
por mucho tiempo, y han tenido suficiente tiempo para interactuar con el agujero negro."
13:08
What you expect there is that old stars
304
773000
2000
Lo que se espera es que las viejas estrellas
13:10
should be very clustered around the black hole.
305
775000
2000
estén muy agrupadas alrededor del agujero negro.
13:12
You should see a lot of old stars next to that black hole.
306
777000
4000
Deberían ver muchas estrellas viejas junto a ese agujero negro.
13:16
Likewise, for the young stars, or in contrast, the young stars,
307
781000
4000
Del mismo modo, o en contraste, las estrellas jóvenes,
13:20
they just should not be there.
308
785000
2000
simplemente no deberían estar ahí.
13:22
A black hole does not make a kind neighbor to a stellar nursery.
309
787000
4000
Un agujero negro no es un buen vecino de una guardería estelar.
13:26
To get a star to form, you need a big ball of gas and dust to collapse.
310
791000
4000
Para que una estrella se forme, es necesario que colapse una gran bola de gas y polvo.
13:30
And it's a very fragile entity.
311
795000
2000
Es una entidad muy frágil.
13:32
And what does the big black hole do?
312
797000
2000
¿Qué hace este agujero negro?
13:34
It strips that gas cloud apart.
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799000
2000
Rompe las nubes de gas.
13:36
It pulls much stronger on one side than the other
314
801000
2000
Tira mucho más fuerte de un lado que del otro
13:38
and the cloud is stripped apart.
315
803000
2000
y la nube se rompe.
13:40
In fact, we anticipated that star formation shouldn't proceed in that environment.
316
805000
3000
Anticipamos que la formación de estrellas no debería ocurrir en ese ambiente.
13:43
So, you shouldn't see young stars.
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808000
2000
Entonces, no deberíamos ver estrellas jóvenes.
13:45
So, what do we see?
318
810000
2000
Entonces, ¿Qué vemos?
13:47
Using observations that are not the ones I've shown you today,
319
812000
2000
Usando observaciones que no son las que les mostré hoy,
13:49
we can actually figure out which ones are old and which ones are young.
320
814000
3000
podemos identificar cuáles son viejas y cuáles son nuevas.
13:52
The old ones are red.
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817000
2000
Las viejas son rojas.
13:54
The young ones are blue. And the yellow ones, we don't know yet.
322
819000
3000
Las jóvenes son azules. Y las amarillas, aún no lo sabemos.
13:57
So, you can already see the surprise.
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822000
2000
Ya pueden ver la sorpresa.
13:59
There is a dearth of old stars.
324
824000
2000
Hay una escasez de estrellas viejas.
14:01
There is an abundance of young stars, so it's the exact opposite of the prediction.
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826000
4000
Hay una abundancia de estrellas jóvenes, y eso es exactamente lo opuesto a la predicción.
14:05
So, this is the fun part.
326
830000
2000
Esta es la parte divertida.
14:07
And in fact, today, this is what we're trying to figure out,
327
832000
2000
Hoy en día, eso es lo que intentamos comprender,
14:09
this mystery of how do you get --
328
834000
2000
este misterio de cómo obtienes --
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how do you resolve this contradiction.
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836000
2000
cómo resolver esta contradicción.
14:13
So, in fact, my graduate students
330
838000
2000
Mis estudiantes de postgrado
14:15
are, at this very moment, today, at the telescope,
331
840000
4000
están, ahora mismo, en el telescopio,
14:19
in Hawaii, making observations to get us
332
844000
3000
en Hawái, realizando observaciones para llevarnos
14:22
hopefully to the next stage,
333
847000
2000
a la próxima etapa,
14:24
where we can address this question
334
849000
2000
donde podamos responder esta pregunta:
14:26
of why are there so many young stars,
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851000
2000
por qué hay tantas estrellas jóvenes,
14:28
and so few old stars.
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853000
2000
y tan pocas estrellas viejas.
14:30
To make further progress we really need to look at the orbits
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855000
2000
Para progresar necesitamos mirar las órbitas
14:32
of stars that are much further away.
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857000
2000
de estrellas que están mucho más lejos.
14:34
To do that we'll probably need much more
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859000
2000
Para hacer eso necesitaremos tecnología
14:36
sophisticated technology than we have today.
340
861000
2000
mucho más sofisticada de la que tenemos hoy.
14:38
Because, in truth, while I said we're correcting
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863000
2000
Porque, si bien dije que hacemos ajustes
14:40
for the Earth's atmosphere, we actually only
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865000
2000
según la atmósfera de la Tierra, sólo
14:42
correct for half the errors that are introduced.
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867000
2000
corregimos la mitad de los errores que aparecen.
14:44
We do this by shooting a laser up into the atmosphere,
344
869000
3000
Lo hacemos disparando un láser a la atmósfera,
14:47
and what we think we can do is if we
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872000
3000
y creemos que
14:50
shine a few more that we can correct the rest.
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875000
2000
si disparamos algunos más podremos corregir el resto.
14:52
So this is what we hope to do in the next few years.
347
877000
2000
Es lo que esperamos hacer en los próximos años.
14:54
And on a much longer time scale,
348
879000
2000
En una escala de tiempo mucho mayor,
14:56
what we hope to do is build even larger telescopes,
349
881000
3000
esperamos construir telescopios aún más grandes.
14:59
because, remember, bigger is better in astronomy.
350
884000
3000
porque, mientras más grande, mejor para la astronomía.
15:02
So, we want to build a 30 meter telescope.
351
887000
2000
Queremos construir un telescopio de 30 metros.
15:04
And with this telescope we should be able to see
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889000
2000
Con ese telescopio podremos ver
15:06
stars that are even closer to the center of the galaxy.
353
891000
3000
estrellas que están más cerca del centro de la galaxia.
15:09
And we hope to be able to test some of
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894000
2000
Y esperamos poder probar algunas de las
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Einstein's theories of general relativity,
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896000
3000
teorías de la relatividad general de Einstein,
15:14
some ideas in cosmology about how galaxies form.
356
899000
3000
ideas de cosmología sobre cómo las galaxias se forman.
15:17
So, we think the future of this experiment
357
902000
2000
Creemos que el futuro de este experimento
15:19
is quite exciting.
358
904000
3000
es muy emocionante.
15:22
So, in conclusion, I'm going to show you an animation
359
907000
2000
Para terminar, les mostraré una animación
15:24
that basically shows you how these
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909000
2000
que básicamente muestra cómo estas
15:26
orbits have been moving, in three dimensions.
361
911000
3000
órbitas se han estado moviendo, en tres dimensiones.
15:29
And I hope, if nothing else,
362
914000
2000
Y espero, ojalá,
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I've convinced you that, one, we do in fact
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916000
2000
haberles convencido de que, primero, sí existe
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have a supermassive black hole at the center of the galaxy.
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918000
3000
un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia.
15:36
And this means that these things do exist in our universe,
365
921000
3000
Esto significa que estas cosas existen en nuestro universo,
15:39
and we have to contend with this, we have to explain
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924000
2000
y tenemos que lidiar con esto, tenemos que explicar
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how you can get these objects in our physical world.
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926000
3000
cómo surgen estos objetos en nuestro mundo físico.
15:44
Second, we've been able to look at that interaction
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929000
3000
Segundo, hemos podido observar
15:47
of how supermassive black holes interact,
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932000
3000
cómo los agujeros negros supermasivos interactúan,
15:50
and understand, maybe, the role in which they play
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935000
4000
y comprender, quizás, el rol que cumplen
15:54
in shaping what galaxies are, and how they work.
371
939000
3000
en la formación de las galaxias, y cómo funcionan.
15:57
And last but not least,
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942000
2000
Y por último, pero no menos importante,
15:59
none of this would have happened
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944000
2000
nada de esto hubiera sucedido
16:01
without the advent of the tremendous progress
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946000
3000
sin el gran progreso
16:04
that's been made on the technology front.
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949000
2000
de la tecnología.
16:06
And we think that this is a field that is moving incredibly fast,
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951000
4000
Creemos que es un campo que se está moviendo muy rápido,
16:10
and holds a lot in store for the future.
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955000
3000
y tiene muchas cosas reservadas para el futuro.
16:13
Thanks very much.
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958000
2000
Muchas gracias.
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(Applause)
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960000
5000
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Andrea Ghez - AstronomerAndrea Ghez is a stargazing detective, tracking the visible and invisible forces lurking in the vastness of interstellar space.
Why you should listen
Seeing the unseen (from 26,000 light-years away) is a specialty of UCLA astronomer Andrea Ghez. From the highest and coldest mountaintop of Hawaii, home of the Keck Observatory telescopes, using bleeding-edge deep-space-scrying technology, Ghez handily confirmed 30 years of suspicions of what lies at the heart of the Milky Way galaxy -- a supermassive black hole, which sends its satellite stars spinning in orbits approaching the speed of light.
Ghez received a MacArthur "genius grant" in 2008 for her work in surmounting the limitations of earthbound telescopes. Early in her career, she developed a technique known as speckle imaging, which combined many short exposures from a telescope into one much-crisper image. Lately she's been using adaptive optics to further sharpen our view from here -- and compile evidence of young stars at the center of the universe.
Andrea Ghez | Speaker | TED.com