Créditos: R. Hurt/Caltech-JPL
Kat un poco
30 de septiembre de 2025
por Kat Troche de la Sociedad Astronómica del Pacífico
Septiembre de 2025 marca diez años desde la primera detección directa de ondas gravitacionales previsto por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein de 1916. Estas ondas invisibles en el espacio fueron detectadas directamente directamente por el Observatorio de onda gravitacional del interferómetro láser (LIGO). Viajando a la velocidad de la luz (~ 186,000 millas por segundo), estas olas se estiran y apretan la tela del espacio en sí, cambiando la distancia entre los objetos a medida que pasan.
Las ondas gravitacionales se crean cuando los objetos masivos se aceleran en el espacio, especialmente en eventos violentos.»https://www.nasa.gov/universe/nsfs-ligo-has-detected-gravitational-waves/»> Ligo detectó las primeras ondas gravitacionales Cuando dos agujeros negros, orbitándose unos a otros, finalmente se fusionaron, creando ondas en el espacio-tiempo. Pero estas olas son»https://www.ligo.caltech.edu/page/what-are-gw»> No es exclusivo de los agujeros negros. Si una estrella fuera supernova, podría producir el mismo efecto. Las estrellas de neutrones también pueden crear estas ondas por varias razones. Si bien estas ondas son invisibles para el ojo humano, esta animación del estudio de visualización científica de la NASA muestra la fusión de dos agujeros negros y las olas que crean en el proceso.
Un observatorio de onda gravitacional, como Ligo, se construye con dos túneles, cada uno de aproximadamente 2.5 millas de largo, dispuesto en un «L» forma. Al final de cada túnel, se monta un espejo altamente pulido de 40 kg (aproximadamente 16 pulgadas); Esto reflejará el haz láser que se envía desde el observatorio. Se envía un haz láser desde la sala del observatorio y se divide en dos, con partes iguales que viajan por cada túnel, rebotando en los espejos al final. Cuando las vigas regresan, se recombinan. Si las longitudes del brazo son perfectamente iguales, las ondas de luz se cancelan de la manera correcta, produciendo oscuridad en el detector. Pero si una onda gravitacional pasa, estira ligeramente un brazo mientras aprieta el otro, por lo que las vigas de regreso ya no se cancelan perfectamente, creando un destello de luz que revela la presencia de la ola.
La detección real ocurre en el punto de recombinación, cuando incluso un estiramiento minúsculo de un brazo y la exprimción de los otros cambia cuánto tiempo tardan las vigas láser para regresar. Esta diferencia produce un cambio medible en el patrón de interferencia. Para estar seguro de que la señal es real y no el ruido local, ambos observatorios de LIGO, uno en el estado de Washington (Ligo Hanford) y el otro en Louisiana (Ligo Livingston), deben registrar el mismo patrón dentro de los milisegundos. Cuando lo hacen, es la confirmación de una onda gravitacional que ondula a través de la tierra. No sentimos estas olas mientras pasan por nuestro planeta, ¡pero ahora tenemos un método para detectarlas!
Con la ayuda de dos observatorios de ondas gravitacionales adicionales,»https://www.virgo-gw.eu/»> Virgo y»https://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/»> Kagraha habido»https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20250910″> 300 fusiones de agujeros negros detectados en la última década; Algunos de los cuales se confirman, mientras que otros esperan más estudios.
Si bien la persona promedio puede no tener un interferómetro láser en el patio trasero, puede ayudar con dos proyectos orientados a la detección de ondas gravitacionales y los agujeros negros que los contribuyen:
- Cazadores de agujeros negros: Utilizando datos del»https://science.nasa.gov/mission/tess/»> Satélite Tessestudiaría gráficos de cómo cambia el brillo de las estrellas con el tiempo, buscando un efecto llamado microlenses gravitacionales. Este efecto de lente puede indicar que un objeto masivo ha pasado frente a una estrella, como un agujero negro.
- Espía de gravedad: Puede ayudar a los científicos de LIGO con su investigación de ondas gravitacionales buscando problemas técnicos que puedan imitar las ondas gravitacionales. Al resolver las mímicas, podemos entrenar algoritmos sobre cómo detectar lo real.
También puede usar gelatina, canicas magnéticas y un pequeño espejo para una demostración más práctica sobre cómo las ondas gravitacionales se mueven a través del espacio-tiempo con JPL»https://www.jpl.nasa.gov/edu/resources/lesson-plan/dropping-in-with-gravitational-waves/»> Cambiar con ondas gravitacionales ¡actividad!
