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Ciencia

Cinco respuestas sencillas sobre las ondas gravitacionales

Qué son exactamente esas misteriosas ondas y en qué consiste el experimento.

Otr Press. Madrid Actualizada 12/02/2016 a las 13:27
Confirmada la existencia de las ondas gravitacionales que permitirán estudiar los agujeros negros

La observarción este jueves, por primera vez en la historia, de las ondas gravitacionales, un fenómeno que predijo Albert Eintein hace 100 años, ha sido un acontecimiento científico que ha dado la vuelta al mundo.

La encargada de presentar este descubrimiento fue la profesora argentina Gabriela González, quien ha conducido el equipo de este experimento en el que han participado más de mil científicos de quince países diferentes.

El fenómeno que se ha podido detectar es consecuencia de la fusión de dos agujeros negros en el espacio, y según el científico Stephen Hawking, experto en dicha materia, gracias a este avance, se podrá ver algunas "reliquias del Universo muy temprano, justo después del Big Bang".

Los dos gigantescos detectores del experimento Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro (LIGO), separados 3.000 kilómetros en EE UU, han sido los encargados de detectar las pequeñísimas vibraciones generadas por ondas gravitacionales procedentes de la fusión de dos agujeros negros.

¿Pero qué son exactamente esas misteriosas ondas gravitacionales y en qué consiste el experimento? Para dar respuesta a estas y otras preguntas, el Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC), la primera agencia pública de ámbito estatal especializada en información sobre ciencia, tecnología e innovación en español, ofrece una explicación "para principiantes".

LAS ONDAS GRAVITACIONALES

1) ¿Qué son?
Son ondulaciones concéntricas que encogen y estiran la 'tela' del espacio-tiempo mientras viajan a la velocidad de la luz. Se originan por eventos muy violentos, como la fusión de dos agujeros negros. Este sería el caso de la primera onda gravitacional detectada: GW150914.

2) ¿Quién fue el primero en pensar en ellas?
La existencia de estas ondas la predijo Albert Einstein hace un siglo. Son consecuencia de su teoría general de la relatividad, donde se plantea que el espacio-tiempo es curvo y que objetos con masa muy acelerados cambian la curvatura de ese espacio-tiempo y producen ondas gravitacionales.

3) ¿Es la primera vez que se han visto?
Aunque los científicos ya habían deducido su existencia, hasta ahora no se habían podido detectar directamente. Hace más de 50 años que diversos experimentos en todo el mundo (como LIGO en EE UU y VIRGO en Europa) han tratado de conseguir la prueba experimental. Ha sido muy difícil encontrarlas debido a que sus amplitudes son extremadamente pequeñas y los grandes eventos que las producen son poco frecuentes. Aunque son causadas por el movimiento de la masa, la mayoría son tan débiles que no tienen ningún efecto medible.

4) ¿Por qué son tan tenues?
Cuando se producen eventos cósmicos violentos, hacen que el tejido del espacio vibre como un tambor. Las ondulaciones del espacio-tiempo emanan en todas direcciones, viajando a la velocidad de la luz y distorsionando físicamente todo a su paso. Pero cuanto más se alejan estas ondas de su origen, más pequeñas se vuelven. Una distorsión inicial en el espacio de varios kilómetros causada por ellas se queda reducida a solo una fracción del tamaño del protón caundo llega a la Tierra.

5) ¿De qué vale haber detectado por fin ondas gravitacionales?
Estas ondas proporcionan información sobre los objetos que las producen, los eventos más violentos del universo como las supernovas o las colisiones y fusiones de agujeros negros y estrellas de neutrones. Su detección abre el universo a investigaciones completamente nuevas, además de facilitar el camino del Premio Nobel a sus descubridores. LIGO.
El Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro (LIGO), es un sistema de dos detectores idénticos construidos en Hanford (estado de Washington) y Livingston (Luisiana) para detectar vibraciones increíblemente pequeñas generadas por el paso de ondas gravitacionales.
Sus dos estaciones están separadas 3.000 kilómetros, lo que permite comparar y confirmar los datos sobre cualquier perturbación espacio-temporal provocada por estas ondas.

En cada detector, un haz de luz láser se divide en dos y se envía por túneles iguales de vacío que miden 4 kilómetros de longitud y están dispuestos de forma perpendicular. Dentro hay unos interferómetros que hacen rebotar la luz láser entre espejos situados en los extremos de estos gigantescos tubos.

Si una onda gravitacional pasa por estos instrumentos, extienden y comprimen la longitud de los brazos junto con el resto del espacio. La luz de uno de los haces viaja un poco más allá que la del otro en una pequeñísima fracción del ancho de un átomo, y esto se puede medir. De hecho, los dos brazos funcionan como reglas de luz dispuestas en ángulo recto.

La colaboración científica LIGO está integrada por más de mil científicos de universidades de quince países, incluido el Grupo de Relatividad y Gravitación de la Universidad de las Islas Baleares. El experimento inicial fue concebido y construido por investigadores de los institutos MIT y Caltech, y financiado por la National Science Foundation en EE UU.

Desde LIGO se pasan notificaciones a 75 observatorios astronómicos de todo el mundo, que han acordado apuntar sus telescopios hacia cualquier punto del cielo para buscar y confirmar señales electromagnéticas correspondientes a posibles detecciones de ondas gravitacionales.

Este año está previsto que vuelva a funcionar el detector similar italo-francés Virgo, cerca de Pisa, que cerró en 2011 después de no observar nada durante años. La extensión de la red global de detectores incluye a LIGO -que estudia tener un tercer detector en India-, Advanced Virgo y KAGRA en Japón. Tener tres detectores conectados en línea permitiría triangular las fuentes de las ondas gravitacionales y abrir una nueva era en las observaciones astronómicas.







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