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PROBLEMAS PLANTEADOS POR LA INTERACCIÓN GRAVITATORIA.
EL GRAVITÓN Y LAS ONDAS GRAVITACIONALES |
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El éxito
obtenido por
la física cuántica para describir la mayoría de las fuerzas
básicas del Universo (electromagnética, fuerte y débil), induce a los físicos a plantear que los mismos
conceptos tienen que servir para interpretar la gravedad. La
interacción gravitatoria se debería explicar
mediante el intercambio de gravitones y el campo gravitatorio
debería viajar por el espacio produciendo ondas gravitacionales.
Sin embargo, existen problemas matemáticos asociados
a la forma en que opera la gravedad, que, de momento, impiden desarrollar
plenamente una teoría cuántica gravitatoria
simple. |
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Uno de estos problemas
se debe a la forma como se debería comportar el
gravitón, en comparación a como lo hace, por ejemplo, el fotón
en la interacción eléctrica. En las interacciones
eléctricas, los fotones no actúan
directamente entre ellos, sino sólo con las partículas cargadas
que se atraen o se repelen. En cambio, la gravedad no funciona de
una manera tan simple, porque que
los gravitones sí podrían interactuar entre sí. Los hechos
experimentales demuestran que la gravedad se crea por cualquier
forma de energía (la masa es una forma particularmente condensada de
energía, según la relación establecida por la ecuación de Einstein,
Eo = mc2) y esto complica enormemente la interpretación
teórica de las interacciones gravitatorias. |
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Además, la detección del
experimental del gravitón es una tarea muy
problemática. Esta partícula
muy probablemente no
tiene masa, y si la tuviera sería
casi insignificante. La
mayoría de los
físicos apuestan por un alcance infinito de la fuerza
gravitatoria y, en coherencia con ello, por una masa nula del gravitón (igual que sucede con el fotón).
Pero, incluso si no fuera así, los
cálculos a partir del alcance medido de la interacción
gravitatoria darían un máximo posible de masa al gravitón de unos
10-69 kg (cien billones de cuatrillones de
veces más ligero que un electrón).
En cualquier caso,
el gravitón porta muy poca
energía, y esto hace muy difícil su detección por los débiles
efectos que puede ocasionar.
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Sí se
han producido, en cambio, grandes avances en la
detección de ondas gravitacionales. Durante bastantes
años, la existencia de dichas ondas solamente se pudo
probar experimentalmente de forma indirecta, hasta que
en febrero de 2016 se logró detectarlas directamente. |
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Joseph H. Taylor |
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El
experimento pionero que mostró de forma indirecta las
ondas gravitacionales lo realizaron
Taylor (1941- ) y su alumno de tesis Hulse
en 1974. Buscaban
púlsares
en nuestra Galaxia, para estudiar aspectos de la evolución
estelar y de la evolución galáctica, y se fijaron
especialmente en uno, binario, que les llamó la atención
por ser un sistema estelar doble, uno de cuyos cuerpos
no emite radio-señales. Una vez medidas las pulsaciones y
el movimiento del pulsar, comprobaron una disminución de
su período orbital y lo interpretaron como una
indicación de la existencia de ondas gravitacionales
emitidas entre ellos (los componentes de un sistema
binario siguen trayectorias curvas, por tanto,
aceleradas). Por
este trabajo se les concedió en 1993 el Premio Nobel de Física. |
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"Probamos
la existencia de ondas gravitacionales"
(,Entrevista a J.H. Taylor en
Barcelona, El Pais 21/12/2005) |
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Desde entonces se han descubierto unos 50
púlsares semejantes, pero el encontrado por Taylor y Hulse sigue
siendo el mejor para hacer mediciones relativistas. Una de las
razones es que hace falta mucho tiempo de observación
para acumular los datos necesarios para detectar el efecto
relativista y la mayoría de los pulsares se han descubierto
recientemente. |
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En 2012,
se obtuvieron en el Gran Telescopio Canarias resultados experimentales
análogos, referidos ahora a un sistema binario de enanas
blancas (las enanas blancas son remanentes de estrellas
como el Sol que ya han agotado su combustible nuclear).
Dichos resultados confirmaron que las dos estrellas,
probablemente a causa las ondas gravitacionales que
emiten, orbitan cada vez más rápido y se están acercando
entre sí.
Las ondas gravitacionales de dos enanas blancas avalan
las teorías de Einstein
(Abc.es, EFE,
29/08/2012) |
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Mencionados
estos experimentos que mostraron de forma indirecta las ondas
gravitacionales, veremos a continuación el gran hito recién alcanzado
en el experimento LIGO (Observatorio de interferometría láser de
ondas gravitacionales), en el que se ha logrado detectarlas directamente. |
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