General

Ahora que podemos medirlos, los científicos siguen encontrando ondas gravitacionales


Se ha teorizado sobre las ondas gravitacionales desde que Albert Einstein ideó su Teoría de la relatividad en 1916. ¿Qué son las ondas gravitacionales y por qué las encontramos de repente ahora, después de 100 años de búsqueda?

¿Qué son las ondas gravitacionales?

¿Qué pasa cuando arrojas una piedra a un charco? El impacto de la roca crea ondas en el agua que viajan hasta el borde del charco y rebotan una y otra vez hasta que se agota la energía utilizada para crearlas. Lo mismo sucede en el espacio: cuando ocurre un evento catastrófico poderoso, como la colisión de agujeros negros o estrellas de neutrones, crea ondas gravitacionales que recorren el tejido del espacio-tiempo en todo el universo.

Si bien Einstein pudo haber teorizado estas ondas en 1916, no teníamos pruebas de la existencia de estas ondas gravitacionales hasta 1974. Los astrónomos del enorme radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico encontraron evidencia de un sistema de estrellas púlsar binario: dos estrellas enormemente densas. en órbita cercana uno alrededor del otro. Este fue el tipo de evento astronómico que Einstein había teorizado que generaría ondas gravitacionales, por lo que los astrónomos comenzaron a estudiar el movimiento de esas dos estrellas binarias.

Después de 8 años, se determinó que las estrellas se estaban acercando, tal como lo había predicho la teoría de la relatividad general de Einstein.

Ahora, ese sistema estelar ha sido estudiado, medido y monitoreado durante más de 40 años y se ha hecho evidente que Einstein estaba en lo cierto, y sucesos como estos están generando ondas gravitacionales.

En realidad, no detectamos las olas en sí hasta 2016 porque cuando las olas llegan a nuestro pequeño rincón de la Vía Láctea, son tan débiles que casi se han disipado por completo.

La muerte de las estrellas de neutrones

Por primera vez desde que Einstein teorizó por primera vez sobre las ondas gravitacionales, hemos podido observar su creación.Los investigadores pudieron observar la espiral de muerte de un par de estrellas de neutrones que estaban en órbita entre sí de forma similar a los púlsares que se observaron originalmente. en 1974. La colisión de esas estrellas creó la primera generación observable de ondas gravitacionales en la historia.

Esta colisión también ha sido aclamada como la primera instancia conocida de un evento astronómico que emite dos tipos diferentes de ondas. En este caso, la colisión de las estrellas de neutrones está emitiendo ondas gravitacionales y electromagnéticas.

Si bien hemos estado observando este tipo de fenómenos durante décadas, esta es la primera vez que la comunidad astronómica ha tenido la oportunidad de ver de primera mano la generación de estas ondas gravitacionales.

Presentando LIGO

LIGO, que es la abreviatura de Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser, se basa en un par de detectores colocados en dos ubicaciones diferentes del país. Un detector está en Hanford, Washington, mientras que el otro llama hogar a Livingston, Louisiana. A medida que las ondas gravitacionales atraviesan la Tierra, hacen que las patas del detector se expandan y contraigan. Esta posibilidad es minúscula, una fracción del diámetro de un protón, pero es un cambio suficiente para que pueda ser monitoreado.

Los detectores están ubicados a casi 2000 millas de distancia, pero una onda gravitacional puede cruzar esa distancia en aproximadamente 10 milisegundos. La diferencia de tiempo entre las dos estaciones puede ayudar a los astrónomos a determinar de qué dirección, astronómicamente hablando, vinieron las ondas.

LIGO y otros detectores similares son la razón principal por la que finalmente estamos viendo tantas ondas gravitacionales. El efecto que estas ondas tienen en la planta es casi imperceptible, y hasta el establecimiento de LIGO a fines de la década de 1990, simplemente no teníamos ningún equipo lo suficientemente sensible para medir los cambios diminutos que las ondas gravitacionales causaban al moverse por nuestro planeta. .

LIGO, como su nombre lo indica, se basa en un interferómetro para medir los cambios causados ​​por las ondas gravitacionales. Un interferómetro se basa en ondas de radio o luz dirigidas para medir cosas increíblemente pequeñas. En el caso de un dispositivo que utiliza luz, el láser u otra fuente de luz se divide en dos mitades iguales mediante un divisor de haz. La mitad del rayo se proyecta en una pantalla, y la otra se proyecta en un espejo y luego se refleja como la pantalla. Esto pone el segundo haz ligeramente desfasado del primero.

Una vez que las dos vigas se encuentran, se superponen e interfieren entre sí. El patrón de la interferencia dependerá de la distancia entre la pantalla y el espejo. Al monitorear el patrón de interferencia, LIGO puede monitorear las ondas gravitacionales a medida que atraviesan el planeta porque hace que el patrón de interferencia cambie.

Este es fácilmente uno de los descubrimientos astronómicos más emocionantes de las últimas décadas. Proporciona algunas piezas de rompecabezas más que nos ayudan a comprender un poco mejor el universo que nos rodea e incluso pueden permitirnos estudiar la expansión del universo hasta el Big Bang. Si bien los investigadores pueden tardar un tiempo en dar sentido a estas ondas gravitacionales, la muerte de esas dos estrellas de neutrones ha ayudado a allanar el camino hacia una mejor comprensión de nuestro universo. Esto será vital si queremos salir al espacio y convertirnos en la raza interestelar en la que hemos estado tratando de convertirnos desde que caminamos por primera vez en la luna.


Ver el vídeo: La Increíble Teoría que Podría Explicar al Fin los Agujeros Negros (Diciembre 2021).