6 hechos asombrosos sobre las ondas gravitacionales y LIGO

Casi todo lo que sabemos sobre el universo proviene de la radiación electromagnética , es decir, la luz. La astronomía comenzó con luz visible y luego se expandió al resto del espectro electromagnético. Al utilizar el espectro, desde las longitudes de onda cortas de los rayos gamma hasta las longitudes de onda largas de las ondas de radio , los astrónomos han descubierto cosas extrañas y maravillosas. Ahora ha llegado una nueva forma de astronomía, la astronomía de ondas gravitacionales . No mira la luz sino los movimientos en el espacio-tiempo . Junto con la nueva astronomía ha llegado un nuevo tipo de observatorio, el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) .

 

6.Las ondas gravitacionales son ondas en el espacio-tiempo

Según la teoría de la relatividad general de Albert Einstein , la gravedad no es una fuerza que se extiende a través del universo. Es una curva del espacio-tiempo. Cuando un objeto acelera, distorsiona el espacio-tiempo a su alrededor, y esa distorsión se aleja de la fuente a la velocidad de la luz.

 

5.Las ondas gravitacionales provienen de objetos realmente pesados

Entonces, ¿de qué objeto estamos hablando? La primera prueba de que realmente existen ondas gravitacionales provino de un púlsar binario: dos estrellas de neutrones, cada una sobre la masa del Sol, que orbitan entre sí. La órbita de los púlsares se está reduciendo gradualmente, por lo que los púlsares están perdiendo energía. Esa energía es exactamente la cantidad que la relatividad general predice que los púlsares emitirían en ondas gravitacionales.

 

4.El efecto de las ondas gravitacionales es muy, muy pequeño.

Dado que las ondas gravitacionales son una onda en el espacio-tiempo, hacen que la distancia entre dos puntos cambie muy ligeramente. ¿Qué tan levemente? LIGO debe poder medir distancias tan pequeñas como 10 −19 metros. El protón tiene un radio de aproximadamente 0.85 × 10 −15 metros, o 10,000 veces más grande.

 

3.Medir ondas gravitacionales es complicado

Para detectar un cambio en la distancia mucho más pequeño que el protón se requiere una gran precisión. Cada instalación LIGO es un interferómetro láser formado por dos tuberías subterráneas, cada una de 1,3 metros (4,3 pies) de ancho y 4 km (2,5 millas) de largo, colocadas en forma de L. El interior de las tuberías es un vacío. Cuando una onda gravitacional pasa a través de LIGO, un brazo del instrumento se alarga y el otro se acorta. Un rayo láser se divide por la mitad, se envía por las dos tuberías, se refleja de nuevo y luego se recombina para que los dos rayos se cancelen entre sí en una interferencia destructiva si no hay onda gravitacional. Si no esuna onda gravitacional, los haces no se cancelarán entre sí. Un haz de 4 km de largo todavía no es suficiente para detectar una onda gravitacional, por lo que los haces rebotan alrededor de 400 veces para que la luz recorra una distancia de 1,600 km (1,000 millas).

 

2.LIGO es muy sensible

LIGO detecta un cambio de distancia tan pequeño que también puede detectar muchas otras vibraciones. Por ejemplo, el límite de velocidad en LIGO es de 16 km (10 millas) por hora para minimizar las vibraciones de los automóviles cercanos. Una fuente de ruido es el ruido de gradiente de gravedad, que es el cambio diminuto en el campo gravitacional de la Tierra cuando una vibración atraviesa el suelo cerca de los espejos. Los espejos que reflejan la luz pesan 40 kg (88 libras) y cuelgan de fibras de sílice en un complejo sistema de suspensión. Para asegurarse de que LIGO detecte ondas gravitacionales y no solo vehículos que pasan, hay dos instalaciones de LIGO: una en Livingston, Louisiana, y la otra en Hanford, Washington. Una onda gravitacional se mostraría en ambas instalaciones.

 

1.La astronomía de ondas gravitacionales puede ver un lado completamente nuevo del universo

Si los agujeros negros supermasivos ( agujeros negros un millón de veces más masivos que el Sol) se fusionaran en una galaxia distante, LIGO podría observarlo. Los científicos también esperan que si una estrella de neutrones es ligeramente no esférica, las ondas gravitacionales podrían observarse y revelar mucho sobre la estructura de la estrella. Cada vez que los astrónomos han podido ver el universo de una manera nueva, siempre han observado algo inesperado, y la astronomía de ondas gravitacionales probablemente mostrará algo en lo que aún no se ha pensado.

 

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