Observación de dos agujeros negros masivos que chocan, demostrando que Einstein estaba en lo correcto

Hace casi 100 años en la actualidad, Albert Einstein predijo la existencia de ondas gravitatorias, ondulaciones en espacio-tiempo que se pusieron en marcha por cataclismos cósmicos extremadamente violentos, en los inicios del universo. Con su conocimiento del universo y de la tecnología disponible en 1916, Einstein asumió que estas ondas serían extremadamente pequeñas y casi imposible de detectar. Los descubrimientos astronómicos y los avances tecnológicos en el último siglo han cambiado esas perspectivas.

foto-3Ahora, por primera vez, los científicos han observado directamente las ondas gravitacionales con un instrumento en la Tierra. De este modo, se han vuelto a confirmar de manera espectacular la teoría de la relatividad general de Einstein y ha abierto un nuevo camino con el cual podemos ver el universo.

Pero hay más: Los científicos también han decodificado la señal de ondas gravitacionales y determinado su origen. De acuerdo con sus cálculos, la onda gravitacional es el producto de una colisión entre dos agujeros negros masivos, 1.3 mil millones de años luz de distancia, un evento muy extremo que no se ha observado hasta ahora.

Los investigadores detectaron la señal con el Observatorio de ondas gravitacionales Interferómetro Láser (LIGO), dos detectores individuales construidos cuidadosamente para detectar pequeñas vibraciones provenientes de ondas gravitacionales. Una vez que los investigadores obtuvieron una señal gravitatoria, lo convirtieron en ondas de audio y escucharon el sonido de dos agujeros negros en espiral juntos, que luego se fusionaron en un único agujero negro más grande.

foto-1Analizando aún más la señal de la gravedad, el equipo fue capaz de rastrear los milisegundos finales antes de que los agujeros negros colisionaran. Se determinó que los agujeros negros, 30 veces más masivos que nuestro Sol, giraron entre sí a velocidades cercanas a la de la luz antes de fundirse en una colisión que emitiera una enorme cantidad de energía equivalente a unas tres masas solares, de acuerdo con la ecuación de Einstein E = mc2 , en forma de ondas gravitacionales.

La primera evidencia de ondas gravitacionales se produjo en 1974, cuando los físicos Russell Hulse y Joseph Taylor descubrieron un par de estrellas de neutrones, a 21.000 años luz de la Tierra, que parecían comportarse con un patrón curioso. Dedujeron que las estrellas estaban orbitando entre sí de tal manera que debían estar perdiendo energía en forma de ondas gravitatorias – una detección que hizo que los investigadores ganaran el Premio Nobel de Física en 1993.

Los investigadores detectaron las ondas gravitatorias el 14 de septiembre de 2015, a las 5:51 am EDT, con el uso de los interferómetros de LIGO dobles, ubicados en Livingston, Louisiana y Hanford, Washington.

Cada interferómetro en forma de L tiene 4 kilómetros de longitud y utiliza luz láser que se divide en dos haces que viajan ida y vuelta a través de cada brazo, rebotando entre los espejos configurados con precisión. Cada haz controla la distancia entre estos espejos, que, según la teoría de Einstein, cambiarán infinitesimalmente cuando una onda gravitacional pase por el instrumento.

foto-2Para cientos de científicos de LIGO, esta nueva detección de ondas gravitacionales no sólo marca la culminación de una búsqueda de décadas de duración, sino también el comienzo de una nueva manera de mirar el universo. Esto realmente abre toda una nueva área de la astrofísica. Siempre miramos el cielo con telescopios y buscamos la radiación electromagnética como la luz, ondas de radio o rayos-X. Ahora las ondas gravitacionales son una forma completamente nueva en la que podemos llegar a conocer el universo que nos rodea.

La investigación fue llevada a cabo por LIGO Scientific Collaboration (LSC), un grupo de unos 950 científicos de las universidades de todo Estados Unidos, incluyendo el MIT, y en otros 15 países. Los observatorios LIGO son operados por el MIT y Caltech.

En unos pocos años, deberíamos estar viendo los acontecimientos de toda una variedad de objetos: los agujeros negros, estrellas de neutrones, supernovas, así como cosas que no hemos imaginado, con la frecuencia de una vez al día o una vez a la semana, dependiendo del número de sorpresas que están ahí fuera.

Esta es la primera evidencia real de cosas monstruosas como las estrellas, que se mueven a la velocidad de la luz, colisionando una en la otra y haciendo de la geometría del espacio-tiempo una especie de máquina de lavado.

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