El mundo de la física ha estado nervioso durante las últimas semanas, ya que los tuits y los rumores sugieren que los científicos pueden haber detectado ondas en el espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales. Si bien parte de esto es especulación, existe evidencia que sugiere que los investigadores del Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) pueden haber encontrado la primera evidencia directa de estas ondas desde que Albert Einstein propuso su existencia hace un siglo en su teoría general. de la relatividad.
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Aquí hay cinco cosas que debe saber sobre las ondas gravitacionales para prepararse para el próximo anuncio.
¿Qué son?
Si piensas en el universo como un vasto océano, las ondas gravitacionales son como ondas causadas cuando un objeto cae sobre su superficie. Según la teoría de Einstein, los cambios en la aceleración de los objetos masivos en el espacio, como las estrellas de neutrones y los agujeros negros, inician estas ondas radiantes a través de la estructura del espacio-tiempo, con los efectos más dramáticos de las colisiones, escribe Joshua Sokol para New Scientist .
¿Por qué son tan importantes?
Las ondas gravitacionales no solo respaldarían aún más la relatividad, sino que también podrían ayudar a los científicos a estudiar muchos fenómenos misteriosos en el cosmos. Los astrónomos ahora escanean los cielos utilizando el espectro electromagnético, que revela diferentes tipos de objetos dependiendo de la longitud de onda. Las ondas gravitacionales serían "la forma más directa de estudiar la gran fracción del universo que es oscura", dice el científico de LISA Pathfinder, Bill Weber, a Gizmodo . Las olas pasan a través de cuerpos que de otro modo serían difíciles de detectar, lo que permite vislumbrar las formas misteriosas que serían similares a verlas en una longitud de onda completamente nueva.
Aunque evasivas, estas ondas también son fundamentales para muchas teorías sobre los primeros comienzos del universo. Los cálculos muestran que el universo pasó por un período de rápida expansión en los segundos posteriores al Big Bang. Las ondas gravitacionales creadas en este rápido período de inflación se habrían retorcido a través del fondo cósmico de microondas, la radiación más temprana que impregna el universo. Las ondas dejarían una marca como una huella digital que podría rastrearse hasta el comienzo de la existencia. LIGO está diseñado para detectar ondas más recientes, cósmicamente hablando, pero solo demostrar que existen sería un gran paso.
¿Cómo los buscan los científicos?
La mayoría de los detectores de ondas gravitacionales funcionan intentando detectar cambios diminutos en la distancia entre objetos separados por una cantidad conocida, informa Maddie Stone para Gizmodo. La idea es que una onda que pasa a través de la Tierra arrugue el espacio-tiempo de una manera que cambie esa distancia.
Hay varios experimentos en curso en todo el mundo, cada uno probando diferentes técnicas. LIGO, por ejemplo, tiene dos detectores ubicados a casi 2, 000 millas de distancia, y agrega datos de 75 observatorios de todo el mundo para detectar y triangular posibles señales de ondas gravitacionales que pasan a través de la Tierra. Otros investigadores han propuesto usar relojes atómicos altamente sensibles para detectar distorsiones temporales, y la Agencia Espacial Europea lanzó recientemente un satélite que probará tecnología que podría ayudar a los científicos a idear nuevas formas de medir fluctuaciones minúsculas en el espacio.
¿Por qué son tan difíciles de detectar?
Cuando sueltas una piedra en un cuerpo de agua, las ondas se hacen más pequeñas a medida que se alejan del epicentro. Las ondas gravitacionales siguen el mismo principio básico. El espacio es vasto, y los científicos creen que muchas de las fuentes de ondas gravitacionales son cuerpos que flotan en los bordes del universo, lo que significa que cualquier señal que llegue a la Tierra sería extremadamente débil y difícil de aislar. La mayoría de los observatorios que buscan ondas gravitacionales tienen que buscar distorsiones minúsculas en la estructura del espacio-tiempo; los detectores LIGO, por ejemplo, pueden medir cambios tan pequeños como una décima parte del diámetro de un protón, escribe Sokol.
Espera, ¿por qué te suena familiar?
Esta no es la primera vez que los científicos anuncian el descubrimiento de ondas gravitacionales. En 2014, los astrónomos que trabajan con el observatorio BICEP2 cerca del Polo Sur dijeron que habían encontrado evidencia de ondas gravitacionales desde los albores del universo. Pero eso resultó ser una falsa alarma causada por el polvo cósmico. LIGO también ha tenido sus propios falsos positivos en el pasado. En 2010, antes de que el observatorio se actualizara a su sensibilidad actual, los investigadores detectaron lo que pensaban que podría ser evidencia de una onda gravitacional, pero luego se dieron cuenta de que era solo una señal que sus propios científicos hicieron para probar si podían distinguir la diferencia entre una señal falsa y lo real
Si bien no sabremos con certeza qué sucedió en LIGO hasta el jueves, hay evidencia en los registros públicos del observatorio que sugiere que realmente podrían estar en algo esta vez. Desde que comenzó el experimento actual en septiembre pasado, los registros muestran que los investigadores de LIGO han seguido al menos tres pistas en diferentes partes del cielo, informa Sokol. Podría ser otra falsa alarma, pero por ahora, físicos, astrónomos y entusiastas del espacio están esperando con creciente entusiasmo.
