Cápsulas Astronómicas - 8 - marzo 2024

Vigésimo año galáctico - 3 de marzo de 2024 en la Tierra - #8

Trinos celestes

O cuando todo, todo se arruga.

Dos gráficos, cual alegres trinos de una pareja de jilgueros, entraron al buzón de Marco Draco, físico en el Instituto Max Planck de Física Gravitatoria en septiembre de 2015.

“Demasiado perfectas” sonríe burlón Marco seguro de que las señales son simuladas, introducidas artificialmente para validar el funcionamiento de LIGO, el observatorio de ondas gravitatorias por interferometría láser estadounidense, todavía en fase de pruebas.

Tras distribuir las señales a toda la colaboración LIGO (unas mil personas investigadoras repartidas por todo el mundo), cientos de correos e innumerables llamadas, los trinos recibieron el nombre de GW150914 (GW de gravitational wave) y entreabrieron la puerta al premio Nobel.

M

¡Pío, pío! Fuente: B. P. Abbott et al. (colaboraciones LIGO y Virgo).

Fuente: LIGO 

“Lo celebré sonriendo en el espejo porque no se lo podía decir ni a mi mujer.” confesaría luego Kip Thorne del Caltech, quien había empezado a trabajar hacía casi 50 años en la posibilidad de detectar las esquivas ondas gravitatorias.

Otro medio siglo antes, la relatividad general de Albert Einstein había predicho que cualquier masa cuya aceleración cambia de forma no simétrica perdería energía en forma de ondas en la intensidad de la gravedad que se propagarían a la velocidad de la luz. Pero esas variaciones serían tan minúsculas que el mismo Einstein estaba convencido de que jamás podrían ser observadas… sólo en eso se equivocaba.

Rainer Weiss, Kip Thorne y Barry Barish ganaron el Premio Nobel de Física 2017 por la detección directa de las ondas gravitatorias.

Fuente: EPA/DSK 

La fusión de los dos agujeros negros que dieron lugar a GW150914 emitió en sus últimos milisegundos cincuenta veces más energía que la radiada en su conjunto por todas las estrellas del universo observable.

El cataclismo produjo ondas gravitatorias que, tras viajar mil millones de años por el espacio, dieron lugar a minúsculas ondulaciones en el espacio-tiempo (una parte en mil trillones, equivalente a añadir el ancho de un cabello a la distancia que nos separa de Próxima Centauri) que el ingenio humano ha sido capaz de detectar y caracterizar.

Simulación de la fusión de dos agujeros negros.

Fuente: LIGO/T. Pyle 

Detectores terrestres como LIGO, Virgo y el futuro Telescopio Einstein “oyen” fusiones de agujeros negros y estrellas de neutrones, la misión espacial LISA “ampliará nuestro tímpano” hasta atisbar las ondas gravitatorias emitidas por supernovas y enanas blancas, mientras que las de muy baja frecuencia producidas por agujeros negros supermasivos e incluso su fondo estocástico están al alcance del escrutinio de muchos púlsares (¡hola Jocelyn!) que hace el experimento NANOGrav.

Tras miles de años observando la luz que nos regala el firmamento, en 1940 la humanidad detectó los primeros rayos cósmicos y en 1987 los primeros neutrinos extraterrestres, nuevas ventanas abiertas al cosmos a las que hace menos de una década se han sumado las ondas gravitatorias.

La misión LISA para la detección de ondas gravitatorias desde el espacio ha sido aprobada definitivamente en enero de 2024.

 Fuente: ESA

Más información 

1. [VIDEO] “Qué son las ondas gravitacionales que Einstein predijo y que se confirmaron 100 años después”, BBC News Mundo, 29 de agosto de 2020 – https://youtu.be/0fHkEolNWFc?si=CjiA-uNyK-KjIj5p

2. “El nacimiento de la astronomía de ondas gravitacionales”, Daniel Marín, blog “Eureka”, 12 de febrero de 2016 – https://danielmarin.naukas.com/2016/02/12/el-nacimiento-de-la-astronomia-de-ondas-gravitatorias/

3. “Virgo y LIGO, cazadores de ondas gravitacionales”, Marta Martín, 16 de octubre de 2020 – https://serviastro.ub.edu/es/materiales/articulos/virgo-y-ligo-cazadores-de-ondas-gravitacionales

4. “Luz verde para LISA: detectando ondas gravitacionales desde el espacio”, Daniel Marín, blog “Eureka”, 23 de junio de 2017 – https://danielmarin.naukas.com/2017/06/23/luz-verde-para-lisa-detectando-ondas-gravitacionales-desde-el-espacio/

5. “The 4 big black hole frontiers for gravitational waves”, Ethan Siegel, blog “Starts with a Bang!”, 20 de febrero de 2024 – https://bigthink.com/starts-with-a-bang/black-hole-gravitational-waves/

Astrocápsula elaborada
por Juan Carlos Gil Montoro

https://apuntesciencia.start.page/