MODELO DE ONDAS GRAVITACIONALES

La animación muestra la fusión de dos agujeros negros, creando ondas en el espacio tiempo, u ondas gravitacionales, como las detectadas por primera vez por los investigadores del Observatorio de Ondas Gravitatorias del Interferómetro Láser (LIGO). Crédito: Caltech

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Hace un siglo, Albert Einstein teorizó que cuando los objetos se mueven a través del espacio, crean ondas alrededor del espacio-tiempo. Estas ondas gravitacionales se mueven hacia afuera, como las ondas provocadas en el agua, al ser lanzada una piedra  a través de la superficie de un estanque. 

Muy poco se  sabía que hace 1,3 mil millones de años atrás, dos agujeros negros masivos colisionaron. La colisión liberó grandes cantidades de emergía en una fracción de segundo (aproximadamente, 50 veces más que toda la energía en el universo visible) enviando ondas gravitacionales en todas las direcciones.

El 14 de septiembre de 2015 estas olas de ondas gravitacionales, alcanzaron la Tierra, las cuales fueron detectadas por los investigadores del Observatorio de Ondas Gravitatorias Interferómetro Láser (LIGO).

Enlace al vídeo LIGO:The First Observation of Gravitational Waves

¿Por qué es importante?

Einstein publicó la Teoría de la Relatividad General en 1915. En ella, predijo la existencia de ondas gravitacionales, que nunca se habían detectado directamente hasta ahora. En 1974, los físicos descubrieron que dos estrellas de neutrones que orbitan entre sí se acercan cada vez más, de una manera que hacía juego con las predicciones de Einstein. Pero solo fue hasta el año 2015, cuando los instrumentos de LIGO se mejoraron y se hicieron más sensibles, y fueron capaces de detectar la presencia de ondas gravitatorias reales, confirmando así la última pieza importante de la teoría de Einstein.

También es importante porque las ondas gravitacionales llevan información sobre su creación y sobre las propiedades fundamentales de la gravedad, que no se pueden ver a través de observaciones del espectro electromagnético. Gracias al descubrimiento de LIGO, un nuevo campo de la ciencia ha nacido: la Astronomía de Ondas Gravitacionales.

Enlace al vídeo LIGO: Opening a New Window Onto the Universe

¿Cómo lo hicieron?

LIGO consta de instalaciones en Washington y Louisiana. Cada observatorio utiliza un rayo láser, el cual mediante  largos tubos, se divide y envía la información  hacia abajo a través de 4 kilómetros. Los rayos láser indican de manera precisa la distancia entre los espejos colocados en los extremos de cada tubo. Cuando una onda gravitatoria pasa por ellos, los espejos se mueven en una pequeña distancia, cambiando la distancia entre ellos.

LIGO es tan sensible que puede detectar un cambio pequeñísimo de un valor aproximado menor a 1 / 10.000 de la anchura de un protón (10^-19 metros). El tener  dos observatorios colocados a una gran distancia de separación, permite que los investigadores se aproximen a la dirección en que las olas vienen, permitiendo confirmar que la señal está llegando desde el espacio en lugar de algo cercano (tal como un camión pesado o un terremoto).

Por lo tanto, la creación de un modelo que demuestra las ondas gravitacionales que viajan a través del espacio-tiempo, es tan simple como hacer un universo de gelatina. Incluso los estudiantes podrían desarrollar un modelo que muestre las ondas gravitacionales que viajan a través del espacio-tiempo.

Fuente: JPL Caltech / NASA

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