DETECCIÓN DIRECTA DE ONDAS GRAVITACIONALES


 

 

El 14 de septiembre de 2015 los dos detectores Advanced LIGO registraron con inesperada claridad una señal concordante con el paso de una onda gravitacional. En el gráfico adjunto, que acompañó a la publicación de la noticia en Physical Review Letters, se muestra la señal individual detectada en cada observatorio, la superposición de ambas y la simulación obtenida al resolver las ecuaciones de la relatividad general para el caso de un sistema de dos agujeros negros fusionándose. El acuerdo entre experimentos y teoría resulta espectacular. Leyendo el gráfico vemos que la deformación o strain producida por la onda gravitacional, llegó a un máximo de 10-21.

 

Este valor de la deformación significa, que el efecto de la onda gravitacional, por ejemplo, en el diámetro de la Tierra fue de una centésima de millonésima de millonésima de metro (del orden del ¡tamaño de un átomo!).

 

Por otra parte, el análisis detallado de estas señales indicó que la fuente emisora de las ondas gravitacionales fueron dos agujeros negros de unas 36 y 29 masas solares, que se fusionaron hace aproximadamente 130 millones de años. Ocurrió a algo más de 1000 millones de años-luz de distancia de la Tierra y, aunque la ubicación exacta del lugar de la esfera celeste donde sucedió no se puede establecer completamente a partir de las medidas de sólo dos observatorios, sí se ha podido estimar que ese lugar está alrededor de la dirección de la Gran Nube de Magallanes en el cielo austral.

 

La simulación adjunta recrea el evento. A partir del sistema binario original, se formó un sólo agujero negro con 62 masas solares. La diferencia entre la masa final y la masa inicial, es decir, 3 masas solares, fue emitida en forma de ondas gravitacionales. Thorne expresó que esta es la explosión más grande medida en la historia, después del big bang”.

 

 

 

Estos resultados enseñan que la detección directa de una onda gravitacional puede aportar un compendio amplio e importante de conocimientos científicos. En este caso,  esta investigación aportó, como subproducto, la primera observación directa de un agujero negro y la confirmación de lo que hasta entonces era sólo una hipótesis: que los agujeros negros pueden formar sistemas binarios. Esto era inesperado y, por ello, muchos científicos esperaban que la primera señal detectada de ondas gravitacionales proviniese de la fusión de dos estrellas de neutrones, señal que luego se observó en agosto de 2017, contando con la colaboración del detector europeo Virgo, situado en Cascina (Italia) (fotografía adjunta)

 

Tras la observación de las primeras ondas gravitacionales, todo parece indicar que con relativa rapidez se producirán más y más descubrimientos, como resultado de haber abierto esta ventana al Universo. Durante sus dos primeros periodos de observación, Advanced LIGO y Virgo han detectado otras cuatro fusiones de agujeros negros además de la mencionada fusión de estrellas de neutrones.

 

Descubierta la primera señal de ondas gravitacionales (El pais, 11/02/2016)

Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger  (Physical Review Letters, 2016)