Ondas gravitacionales

Por lo tanto, es probable que las ondas gravitacionales primordiales, que se especula que han sido producidos por el Big Bang, todavía están por ahí esperando a ser detectados y analizados.

Por lo tanto, es probable que las ondas gravitacionales primordiales, que se especula que han sido producidas por el Big Bang, todavía están por ahí esperando a ser detectadas y analizadas.

Las ondas gravitacionales se han detectado indirectamente a través de observaciones del púlsar PSR 1913 +16, un miembro de un sistema binario, la órbita de la cual decae a un ritmo de aproximadamente tres milímetros en cada órbita. La decadencia de su órbita sólo puede explicarse por una pérdida de energía invisible, que suponemos que es el resultado de las ondas gravitacionales de transporte de energía desde el sistema.

La observación directa de ondas gravitacionales en la actualidad se nos escapa -, pero parece al menos factible por el control de la alineación de las pruebas de

masas muy distantes entre sí. Esos sistemas de vigilancia están actualmente en vigor en la Tierra, incluyendo LIGO , que tiene masas de prueba separadas por un máximo de cuatro kilómetros - la distancia de separación está en seguimiento por un láser diseñado para detectar pequeños cambios en la distancia, que pudiera derivarse del resultado de una onda gravitacional iniciada desde un punto distante en el universo.

El paso de una onda gravitacional debería estirar y contraer la Tierra. Esto no es porque al llegar a la Tierra le provoque energía cinética - como una ola del mar golpeando la tierra. En cambio, la Tierra - que se encuentra dentro del espacio-tiempo - ha alterado su geometría, de modo que sigue correspondiendo al momento del estiramiento y luego se contrae en el espacio-tiempo en la que se encuentra, como el paso de una onda gravitacional.

Las ondas gravitatorias se cree que son afectadas por la interacción con la materia y se mueven a la velocidad de la luz en el vacío, independientemente de si están o no están por si mismas en el vacío. Pierden la amplitud (altura de las ondas) en la distancia, pero sólo a través de la atenuación. Esto es similar a la forma en que una onda de agua, que emana desde el punto de impacto de una piedra arrojada a un estanque, pierde amplitud proporcional al cuadrado del radio del círculo cada vez mayor que se forma.

Las ondas de gravedad también pueden disminuir en frecuencia (es decir, aumento en la longitud de onda) a través de distancias muy grandes, debido a la expansión del universo - en gran parte de la misma manera que la longitud de onda de la luz es desplazada hacia el rojo por la expansión del universo.

Por todo ello, los efectos muy pequeños que se esperan de las ondas gravitacionales que habitualmente pueden pasar por la Tierra constituyen un reto importante para

la detección y medición -, ya que estas pequeñas fluctuaciones del espacio-tiempo deben ser distinguida de cualquier ruido de fondo.

El ruido de fondo para el LIGO incluye el ruido sísmico (es decir, los movimientos intrínsecos de la Tierra), el ruido del instrumento (es decir, cambios de temperatura que afectan a la alineación de los equipos de detección) y un ruido a nivel cuántico, también conocido como ruido de Johnson-Nyquist - que surge de la indeterminación cuántica de las posiciones de los fotones.

Kip Thorne, uno de los grandes nombres de la teoría y la investigación de las ondas de gravedad, al parecer ha superado este último obstáculo y quizás el más problemático aplicando el principio de la no demolición cuántica que permite la medición de algo sin destruirlo o sin colapsar su función de onda.

Sin embargo, la necesidad de invocar el principio de la no demolición cuántica es una indicación de la naturaleza extremadamente débil de las ondas gravitatorias - que tienen una potencia de señal por lo general débil (es decir, amplitud pequeña) y de baja frecuencia (es decir, de largo, de hecho, muy larga , longitud de onda).

Donde la luz visible puede ser de 390 nanómetros y la luz de radio puede ser de 3 metros de longitud de onda - las ondas gravitacionales son de más de 300 kilómetros en una explosión supernova en promedio, hasta 300.000 kilómetros para un agujero negro binario y tal vez hasta 3 mil millones de años luz para que el eco primordial del Big Bang.

Creemos que hay una manera de llegar a captar las ondas con nuestro nivel tecnológico, aunque algunos sugieren que estamos al borde de nuestra primera observación confirmada de una onda gravitatoria - o de lo contrario, que ya hemos recogido los datos, pero no sabemos aún como interpretarlos.