A primeira onda detectada produciuse pola colisión de dous buracos negros de 36 e 29 veces o tamaño do Sol.

A primeira onda detectada produciuse pola colisión de dous buracos negros de 36 e 29 veces o tamaño do Sol.

As ondas gravitacionais explicadas para principiantes

Así son estas ondulacións no espazo-tempo nas que o Universo vibra como a pel dun tambor

Os dous xigantescos detectores do experimento LIGO, separados 3.000 km nos Estados Unidos, detectaron as pequenísimas vibracións xeradas por ondas gravitacionais procedentes da fusión de dous buracos negros. Pero que son exactamente esas misteriosas ondas e en que consiste o experimento? Aquí están as claves para entender aos protagonistas do gran descubrimento científico do ano.

As ondas gravitacionais

Que son? Son ondulacións concéntricas que encollen e estiran o lenzo do espazo-tempo mentres viaxan á velocidade da luz. Orixínanse por eventos moi violentos, como a fusión de dous buracos negros.

Quen foi o primeiro en pensar nelas? A existencia destas ondas predíxoa Albert Einstein hai un século. Son consecuencia da súa teoría xeral da relatividade, onde se expón que o espazo-tempo é curvo e que obxectos con masa moi acelerados cambian a curvatura dese espazo-tempo e producen ondas gravitacionais.

Cando e onde se detectaron? O 14 de setembro de 2015 ás 11:51 (hora europea de verán) polos dous detectores xemelgos do Observatorio por Interferometría Láser de Ondas Gravitacionais (LIGO, polas súas siglas en inglés), nos Estados Unidos. Os científicos levaban meses facendo comprobacións para certificar que non había erros na detección. Durante ese tempo, houbo moitos rumores. O ruxerruxe sobreas ondas gravitacionais percorría o mundo da Física en todo o planeta.

Vista aérea dos observatorios LIGO.

Vista aérea dos observatorios LIGO.

É a primeira vez que se ven? Aínda que os científicos xa deduciran a súa existencia, ata agora non se puideron detectar directamente. Hai máis de 50 anos que diversos experimentos en todo o mundo (como LIGO nos Estados Unidos e VIRGO en Europa) trataron de conseguir a proba experimental. Foi moi difícil atopalas debido a que as súas amplitudes son extremadamente pequenas e os grandes eventos que as producen son pouco frecuentes. Aínda que son causadas polo movemento da masa, a maioría son tan débiles que non teñen ningún efecto medible.

Por que son tan tenues? Non son realmente tenues, senón que chegan tenues ao planeta Terra. Cando se producen eventos cósmicos violentos, fan que o tecido do espazo vibre como un tambor. As ondulacións do espazo-tempo emanan en todas direccións, viaxando á velocidade da luz e distorsionando fisicamente todo ao seu paso. Pero canto máis se afastan estas ondas da súa orixe, máis pequenas se volven. Unha distorsión inicial no espazo de varios quilómetros causada por elas queda reducida a só unha fracción do tamaño dun protón cando chega á Terra.

Como se detectaron? Para que a tecnoloxía actual pudiese detectalas se tiveron que buscar aquelas ‘aínda extremadamente tenues’ irradiadas a través do cosmos desde sucesos extremadamente violentos, como as explosións de estrelas e colisións de buracos negros. Só laboratorios como LIGO, equipados con instrumentos láser de ultraprecisión, son capaces de detectalas a través das pequenísimas perturbacións que provocan nos feixes de luz dos seus detectores.

Non houbo xa un anuncio sobre estas ondas fai un par de anos? En 2014 o equipo do telescopio BICEP2 anunciou descubrir un tipo especial de ondas gravitacionais: as primixenias que xurdiron tras o Big Bang. A pegada que deixaron na denominada radiación de fondo de microondas (CMB) é o que se supón observou ese telescopio desde a Antártida. Pero os datos do satélite Planck confirmaron que aqueles resultados non tiveron en conta o po galáctico, polo que non eran válidos. A curto prazo LIGO non ten a capacidade de detectar esas ondas gravitacionais primixenias, polo que haberá que seguir confiando en instrumentos como BICEP2.

De que vale detectar por fin ondas gravitacionais? Estas ondas proporcionan información sobre os obxectos que as producen, os eventos máis violentos do universo como as supernovas ou as colisións e fusións de buracos negros e estrelas de neutróns. A súa detección abre o universo a investigacións completamente novas, ademais de facilitar o camiño do Premio Nobel aos seus descubridores.

O LIGO

Que é? É un sistema de dous detectores idénticos construídos en Hanford (estado de Washington) e Livingston (Luisiana) para detectar vibracións incriblemente pequenas xeradas polo paso de ondas gravitacionais. As súas dúas estacións están separadas 3.000 km, o que permite comparar e confirmar os datos sobre calquera perturbación espazo-temporal provocada por estas ondas.

Quen participa no proxecto? A colaboración científica LIGO está integrada por máis de mil científicos de universidades de quince países, incluído o Grupo de Relatividade e Gravitación da Universidade das Illas Baleares. O experimento inicial foi concibido e construído por investigadores dos institutos MIT e Caltech, e financiado pola National Science Foundation nos Estados Unidos.

Funcionamento do LIGO.

Funcionamento do LIGO.

Que detectara LIGO ata agora? Entre os anos 2002 e 2010, LIGO estivo a funcionar sen detectar ondas gravitacionais. Non foi ata o 18 de setembro de 2015, e tras un investimento de 200 millóns de dólares, cando un rebautizado Advanced Ligo empezou a operar con instrumentos moito máis avanzados.

Que pasa dentro de LIGO? En cada detector, un feixe de luz láser divídese en dous e envíase por túneles iguais sen carga que miden 4 km de lonxitude e están dispostos de forma perpendicular. Dentro hai uns interferómetros que fan rebotar a luz láser entre espellos situados nos extremos destes xigantescos tubos.

Se unha onda gravitacional pasa por estes instrumentos, estenden e comprimen a lonxitude dos brazos xunto co resto do espazo. A luz dun dos feixes viaxa un pouco máis aló que a do outro nunha pequenísima fracción do ancho dun átomo, e isto pódese medir. De feito, os dous brazos funcionan como regras de luz dispostas en ángulo recto.

Desde LIGO pásanse notificacións a 75 observatorios astronómicos de todo o mundo, que acordaron apuntar os seus telescopios cara a calquera punto do ceo para buscar e confirmar sinais electromagnéticos correspondentes a posibles deteccións de ondas gravitacionais.

Ten compañeiros noutras partes do mundo? Este ano está previsto que volva funcionar o detector similar italo-francés VIRGO, preto de Pisa, que pechou en 2011 despois de non observar nada durante anos. Ter tres detectores conectados en liña permitiría triangular as fontes das ondas gravitacionais e abrir unha nova era nas observacións astronómicas.

Deixar unha resposta

XHTML: Podes empregar estas etiquetas: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.