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DETECCIÓN DIRECTA
DE ONDAS GRAVITACIONALES |
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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. |
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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!). |
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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. |
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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”. |
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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, en cierto modo, 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. |
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Virgo (fotografía adjunta) es otro gran
interferómetro de Michelson, cuyos espejos e
instrumentación están suspendidos y el haz láser
opera en vacío, para quedar así aislado de
perturbaciones externas. Sus dos brazos miden 3
km de longitud y se encuentran situados cerca de
Pisa (Italia). El proyecto Virgo forma parte de
una colaboración científica de 6 países: Italia
y Francia, (los dos países detrás del proyecto),
los Países Bajos, Polonia, Hungría y España,
y, desde 2007, Virgo y LIGO habían acordado
compartir y analizar conjuntamente los datos
grabados por sus detectores y publicar sus
resultados de manera conjunta. Esta colaboración
resulta fundamental, porque estos detectores
interferométricos no son direccionales (analizan
el cielo en su totalidad) y buscan señales muy
débiles y poco frecuentes, que conviene detectar
simultáneamente con varios de ellos para
confirmar la señal y determinar su origen. |
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Tras la
observación de las primeras ondas gravitacionales,
enseguida se han producido nuevos descubrimientos, como resultado de haber
abierto esta ventana al Universo. Durante sus dos
primeros periodos de observación, Advanced LIGO y Virgo
detectaron otras cuatro fusiones de agujeros negros
además de la mencionada fusión de estrellas de
neutrones, y, en 2021, ambos observatorios han captado
la señal de un cataclismo cósmico que no se había
observado jamás: la colisión entre un agujero negro y
una estrella de neutrones. |
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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) |
Captaron la señal de un cataclismo
cósmico que nunca se había observado (yahoo
noticias, 2021) |
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