domingo, 14 de febrero de 2016

Señoras y señores, hemos detectado ondas gravitacionales. ¡Lo hemos conseguido!

Con estas palabras, pronunciadas por David Reitze, se anunció el histórico descubrimiento que ocurrió a las 5:51 am EDT (09:51 a.m. GMT) el 14 de septiembre de 2015. En ese momento, los detectores del detector LIGO en Luisiana y Washington, independientemente vieron evidencias de ondas gravitacionales, procedente de la fusión de dos agujeros negros ocurrida a una distancia de 1,300 millones de años luz.

El descubrimiento, sin duda de los más importantes de la astronomía, no sólo confirma la teoría de la relatividad general de Einstein, sino que también proporciona una nueva manera de observar el universo. Pero que, todavía tienes muchas preguntas sobre las ondas gravitacionales: ¿qué son exactamente? ¿por qué la detección sólo ocurre durante la fusión? ¿Cómo sabemos que se trataba de realmente de la fusión de dos agujeros negros?

¿Qué es una onda gravitatoria?


Una onda gravitacional es esencialmente una onda en el tejido del espacio-tiempo causada por un objeto masivo, u objetos, en este caso, en movimiento o fusión. Cuando estos dos agujeros negros, se unieron en uno, ocasionó por una parte la pérdida de masa similar a tres veces nuestro Sol y a una liberación de energía, que causó una onda en el espacio-tiempo, una onda gravitacional. 1,300 millones de años más tarde, esta ondulación llegó a la Tierra donde fue detectada.

Para poder entender el tejido espacio.tiempo es común recurrir a la analogía de bolas de acero sobre una lámina de goma, donde es sencillo generar una onda y poder simular el fenómeno.

¿Cómo se detectó?


A medida que la onda gravitacional atravesó sobre la Tierra, produjo una notable señal identificada por los detectores LIGO, recién actualizada como parte del proyecto Advanced LIGO.

Pero fue la señal, la que causo la diferencia, puesto que en esencia, los científicos tienen una idea de qué tipo de eventos producen diferentes tipos de baches. Una vez que se ha recibido la señal, sólo se necesito tiempo para analizar los diversos valores -la frecuencia y tiempo, por ejemplo - en las ecuaciones, el cual arrojó como resultado sobre la naturaleza de los agujeros negros, uno de 36 veces la masa de nuestro Sol y otro de 29, hace 1,300 millones de años.

El análisis de la señal es consistente con la fusión de dos agujeros negros, al constatar los datos con los previamente almacenados.

¿Qué tan grande es la onda?

Cuando los agujeros negros se fusionaron, se liberó energía formando una onda que avanzó en todas las direcciones como una esfera en expansión a la velocidad de la luz. Esto significa que, en el momento en que la onda tocó la Tierra, era el borde de una esfera se extendió con un radio de 1,300 millones de años, desde la Tierra hasta el punto donde se originó la fusión.

¿Las ondas gravitacionales viajan por siempre?

Al igual que la luz, se cree que las ondas gravitacionales se propagan aparentemente por siempre, pero también ellas se debilitan con el tiempo, aunque a un ritmo más lento que la luz.

¿A qué velocidad se mueven?

A la velocidad de la luz, considerando los datos aportados por los dos detectores - y que muestran una sutil de diferencia de 7 milisegundos de distancia. Lo que también sirve para deducir que el "gravitón", la partícula hipotética de la gravedad, no debe poseer masa, ya que las partículas con masa no pueden alcanzar la velocidad de la luz. Sin embargo, esto deberá ser verificado adicionalmente con más mediciones.

La teoría sugiere que estas ondas viajan a la velocidad de la luz, por lo que si tuviéramos que identificar un evento que produce luz y las ondas gravitacionales al mismo tiempo, se podría confirmar. Es posible que una supernova podría proporcionar la cantidad adecuada de luz y ondas gravitacionales, pero aún no se puede confirmar.

¿Por qué era importante que el detector se pudiera en marcha en un momento específico para encontrar esta señal?

En todo el universo se están produciendo ondas gravitacionales, pero sólo los eventos masivos deforman el espacio-tiempo en forma notable. Por lo tanto, debemos confiar en eventos masivos que produzcan olas de gran alcance para poder medirlas.

En el momento en los dos agujeros negros se fusionaron produjo una explosión repentina, medible de las ondas gravitacionales, similar a 50 veces la potencia de todas las estrellas en el Universo combinado. Esta onda viajó más de 1,300 millones de años luz a la Tierra y, gracias a la conexión el LIGO, fue detectada.

Como si fuera una una cámara o un telescopio, LIGO estuvo en el momento justo para presenciar la onda. Mientras que las ondas siempre se producen, la mayoría no son de una escala que les permita ser medidas.

Ahora que Advanced LIGO está en marcha, se podrían detectar más de estos eventos.

¿Cómo podríamos utilizar las ondas gravitacionales?

Al igual que las ondas de radio, las ondas gravitacionales son una forma de información, y mediante su detección se puede obtener información de partes previamente no observables del universo.

Por ejemplo, estos dos agujeros negros. Ambos tienen menos de 150 kilómetros de ancho, pero se encuentran a 1,300 millones de años luz de distancia. No tenemos otros instrumentos existentes que sirvan para detectar información de objetos tan pequeños y lejanos. En luz visible, por ejemplo, que apenas podíamos ver a toda una galaxia a esta distancia.

Pero quizá lo más interesante, es que encontrar estos objetos pueden permitirnos ver la historia del universo, más cerca del Big Bang que nunca. Incluso podríamos ver reliquias del universo muy temprano durante el Big Bang.

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