Lia Medeiros, een doctoraatsstudent aan de Universiteit van Arizona, ontwikkelt wiskundige modellen waarmee onderzoekers Einsteins algemene relativiteitstheorie kunnen vergelijken met de krachtigste monsters van de natuur:superzware zwarte gaten zoals Sgr A*, die op de loer ligt in het centrum van de Melkweg.

Medeiros heeft een diagnostisch hulpmiddel ontwikkeld waarmee astronomen toekomstige waarnemingen van superzware zwarte gaten door de Event Horizon Telescope kunnen vergelijken met de voorspellingen van wiskundige modellen van deze maalstromen van ruimte en tijd.

"We willen testen of zwarte gaten die we in de ruimte waarnemen zich gedragen zoals we verwachten, " zegt Medeiros, die haar proefschriftonderzoek zal presenteren (bestaande uit drie gepubliceerde artikelen en een vierde die moet worden ingediend bij de Astrofysisch tijdschrift ) tijdens een mondelinge sessie op de bijeenkomst van de American Astronomical Society. "Als we een afwijking van onze verwachtingen detecteren, kunnen we de manier waarop we denken over zwarte gaten en de zwaartekracht zelf fundamenteel veranderen."

Astronomen geloven dat de vorm van de schaduw een eigenschap is van de geometrie van de ruimtetijd en niet afhankelijk is van de accretie of astrofysische effecten. Medeiros gebruikt computersimulaties van de schaduw van het zwarte gat, een diagnostisch kenmerk voorspeld door de algemene relativiteitstheorie, om Kerr's Metric te testen, een oplossing voor de vergelijkingen van Einstein waarvan wordt aangenomen dat deze de kenmerken van zwarte gaten in de ruimte beschrijft. Ze simuleerde een groot aantal zwarte gatschaduwen die afwijken van Kerr en ontwikkelde een methode om de komende Event Horizon Telescope-waarnemingen van de zwarte gatschaduw te gebruiken om deze afwijkingen te beperken.

"Als zwarte gaten aan onze verwachtingen voldoen, de methode die ik heb ontwikkeld zal ons ook in staat stellen om te kwantificeren hoe ver van deze verwachtingen een theorie zou kunnen zijn en nog steeds passen bij de gegevens. Dit zal ons hopelijk in staat stellen om vele andere theorieën uit te sluiten, ', zegt Medeiros.

"Ik ontwikkel tools zodat we EHT-waarnemingen kunnen gebruiken om te testen of Sgr A* wordt beschreven door de Kerr-metriek, " voegde ze eraan toe.

Het werk van Medeiros maakt deel uit van de Event Horizon Telescope, of EHT, een internationale samenwerking die voor het eerst probeert het superzware zwarte gat in het centrum van onze melkweg rechtstreeks in beeld te brengen.