Lia Medeiros, en doktorand vid University of Arizona, utvecklar matematiska modeller som gör det möjligt för forskare att ställa Einsteins allmänna relativitetsteori mot naturens mäktigaste monster:supermassiva svarta hål som Sgr A*, som lurar i mitten av Vintergatan.

Medeiros har utvecklat ett diagnostiskt verktyg som astronomer kan använda för att jämföra kommande observationer av supermassiva svarta hål av Event Horizon-teleskopet med förutsägelserna från matematiska modeller av dessa malströmmar av rum och tid.

"Vi vill testa om svarta hål vi observerar i rymden beter sig som vi förväntar oss, säger Medeiros, som kommer att presentera sin avhandlingsforskning (som omfattar tre publicerade artiklar och en fjärde som ska lämnas in till Astrofysisk tidskrift ) i en muntlig session på American Astronomical Society möte. "Om vi ​​upptäcker en avvikelse från våra förväntningar kan vi i grunden förändra vårt sätt att tänka på svarta hål och själva gravitationen."

Astronomer tror att skuggans form är en egenskap hos rymdtidens geometri och inte beror på anhopningen eller astrofysiska effekter. Medeiros använder datorsimuleringar av det svarta hålets skugga, en diagnostisk funktion som förutsägs av allmän relativitet, för att testa Kerr's Metric, en lösning på Einsteins ekvationer som tros beskriva egenskaperna hos svarta hål i rymden. Hon simulerade ett stort antal svarta håls skuggor som avviker från Kerr och utvecklade en metod för att använda de kommande Event Horizon Telescope-observationerna av svarthålsskuggan för att sätta begränsningar för dessa avvikelser.

"Om svarta hål motsvarar våra förväntningar, den metod jag har utvecklat kommer också att tillåta oss att kvantifiera hur långt från dessa förväntningar en teori kan vara och fortfarande passa in i data. Detta kommer förhoppningsvis att tillåta oss att utesluta många andra teorier, " säger Medeiros.

"Jag utvecklar verktyg så att vi faktiskt kan använda EHT-observationer för att testa om Sgr A* beskrivs av Kerr-måttet, " tillade hon.

Medeiros arbete är en del av Event Horizon Telescope, eller EHT, ett internationellt samarbete som försöker att direkt avbilda det supermassiva svarta hålet i mitten av vår galax för första gången.