Hipotéticamente, ¿podría una civilización en un sistema solar cerca de un agujero negro supermasivo usar el agujero negro como un enorme telescopio de lente de gravedad?

De hecho, es cierto que estamos contemplando el uso de una estrella: a saber, nuestro Sol, como un telescopio. El concepto se llama lente gravitacional solar (SGL). Consulte aquí nuestro último manuscrito, que también contiene referencias a nuestro trabajo anterior: https://arxiv.org/abs/2104.08442

La tremenda amplificación de la luz y la resolución angular de un telescopio de lente gravitacional de este tipo surge del hecho de que su área de recolección de luz es efectivamente el anillo de Einstein que se ve alrededor del objeto de la lente. El diámetro del anillo de Einstein determina su resolución angular; su diámetro y grosor juntos determinan la amplificación de la luz. Cuando se usa el Sol como un telescopio hipotético, junto con un telescopio de observación modesto (~1 m de apertura), la amplificación de la luz es de${\cal O}(10^9)$y la resolución angular está por debajo de un nanoarcosegundo, aunque las desviaciones de la simetría esférica en el campo gravitacional solar controlan un poco estos números.

Estos números están determinados únicamente por el tamaño del anillo de Einstein, es decir, el radio del Sol (ya que el anillo de Einstein tiene que aparecer alrededor del Sol; el Sol mismo es opaco). Lo que determina la masa del Sol es a qué distancia del Sol se pueden formar imágenes. Obviamente, cuanto más masivo es un objeto, más desvía la luz, por lo que antes pueden encontrarse los rayos de luz. Para el Sol, el punto más temprano donde los rayos de luz inicialmente paralelos que pasan en lados opuestos del Sol se cruzan está a unas 550 unidades astronómicas del Sol. Para un objeto más masivo, esto podría suceder antes. O, por el contrario, a una distancia dada, el anillo de Einstein visto alrededor de un objeto más masivo tendrá un radio más grande, lo que corresponde a más luz recolectada y una resolución angular más alta.

Sin embargo, el hecho de que para alcanzar, por ejemplo, Sgr A* en el centro de la Vía Láctea se requiera viajar varios kiloparsecs niega cualquier ventaja práctica que un SMBH podría ofrecer como un telescopio de lente gravitacional práctico. Cualquier civilización que posea la tecnología para viajar a través de la Vía Láctea (suponiendo que dicha tecnología exista incluso dentro del ámbito de la física) probablemente tenga otros medios más prácticos a su disposición para realizar observaciones astronómicas del cielo profundo.