En septiembre de 2015 se aseguró la 1era detección directa de una onda gravitacional, una suerte de eco de una enorme colisión: Versa de una perturbación del espacio-tiempo que recorre el universo a la velocidad de la luz, que se origina por la aceleración de grandes masas, y que en un Sólo caso así procedía de la fusión o bien choque de dos agujeros negros. Esta primera detección fue histórica En tanto que inauguró una era en la que los astrofísicos pueden rastrear el universo A través de estos «ecos» gravitacionales y pues probó que es posible hacerlo: los observatorios de ondas gravitacionales cuentan con túneles de kms de largo en los cuales los sensores detectan cambios de longitud (debidos a la presencia de ondas gravitacionales) menores al diámetro de un protón. De hecho, son tan sensibles que detectan las perturbaciones causadas por los aviones que pasan por encima o por el explosión de las instalaciones. Albert Einstein pensaba que no sería posible hallar estas perturbaciones, pues serían demasiado minúsculas, Sin embargo Desde 2015 se han ocurrido las detecciones de fusiones de agujeros negros de Múltiples tamaños y Además aun se ha logrado advertir una fusión de estrellas de neutrones. En este tiempo, la sensibilidad de El instrumental ha mejorado y nuevos observatorios han entrado en funcionamiento. Así hasta llegar a esta semana, en la que el enorme consorcio de los buscadores de ondas gravitacionales, en el que hay 1.300 científicos, ha publicado un nuevo catálogo de eventos, de nombre GWTC-2, que eleva hasta 50 las detecciones de ondas gravitacionales. Con este catálogo no Sólo se bate un récord, Sino más bien más bien Además se progresa en La meta de estudiar el universo A través de estas peculiares señales. Vista aérea del detector Virgo, en Cascina, alrededor Pisa (Italia), con dos brazos de 3km – Virgo
El «zoo» de las ondas gravitacionales
«La enorme meta es disponer un enorme “zoo” de parejas de agujeros negros», ha explicado a ABC Sascha Husa, maestro de investigación de la Universidad de Baleares y miembro del consorcio LIGO/Virgo. «Queremos saber de qué forma son los agujeros negros típicos, cuál es su masa máxima o su masa mínima. Y Queremos comparar los modelos que explican la formación de diferentes agujeros negros con las propiedades que observamos». Además que los naturalistas se embarcaron hace siglos en expediciones rumbo a las remotas islas del Pacífico, los detectores de ondas gravitacionales están ahora dando sus primeros pasos por el territorio de lo desconocido. Buscan parejas de objetos compactos, estrellas de neutrones y agujeros negros, cuya fusión puede detectarse y dar mucha datos sobre su naturaleza. Representación de la fusión de dos estrellas de neutrones. Entender estos fenómenos deja entender mejor la evolución y destino del universo y estudiar la materia y la energía en las condiciones más extremas. De la misma forma deja colocar a demuestra la Relatividad de Einstein – ESO
Estas parejas de objetos están esparcidos por el universo, formados por diversos procesos que no Siempre y en todo momento y en toda circunstancia son bien famosos. Normalmente, Ambos objetos compactos danzan uno alrededor del otro, atrapados por una gravedad que cada vez los acerca más. A medida que eso ocurre, van disipando energía en forma de ondas gravitacionales, hasta llegar a un clímax en el que alcanzan velocidades de vértigo, y Por ultimo se funden en uno Sólo, liberando un gran «destello» de ondas gravitacionales. Dichas ondas recorren distancia de millones o bien cientos de millones de años luz y atraviesan la Tierra, ya de manera notable atenuadas, sin que sea posible percibirlo si no es con un detector extremadamente sofisticado Del mismo modo que LIGO o Virgo. Los detectores de ondas gravitacionales están ahora dando sus primeros pasos por el territorio de lo desconocido Estudiar estas parejas de estrellas de neutrones o bien de agujeros negros es muy interesante, por el hecho de que las primeras son un extraño objeto donde la materia se compacta al máximo (tanto que una sola cucharada de café de esta materia pesa 5.000 millones de toneladas) y exhibe muy exóticas propiedades. Los agujeros negros, A su vez, son cruciales para comprender la evolución del cosmos y están más allá de la física que conocemos. a su vez de todo esto, las fusiones de estas parejas De la misma forma dejan colocar a prueba la Relatividad General de Albert Einstein, que explica la gravedad en el universo, y ubicar si es que hay que ampliar esta teoría. Todo género de combinaciones Esta semana, las colaboraciones científicas de los detectores de ondas gravitacionales de USA y Europa, LIGO y Virgo, respectivamente, han actualizado el catálogo «zoológico» de los tipos de fusiones de objetos compactos descubiertos hasta en seguida. Al tiempo que el catálogo precedente tenía 11, éste alcanza los 50. Un total de 39 de ellas se detectaron en tan Solo seis meses, A lo largo de la 1era fase del periodo de observación O3, que inició en el mes de abril de 2019. Las nuevas señales proceden de las fusiones de agujeros negros y estrellas de neutrones en todas y cada una las posibles combinaciones. La mayor parte son cotidianas, pues proceden de las fusiones de agujeros negros más típicas, en las que chocan objetos de varias decenas de masas solares, Pero otras acudieron tan peculiares o bien importantes que se publicaron ya hace meses. Diagrama en el que se clasifica la fusión de agujeros negros (azul) y estrellas de neutrones (amarillo), en función de la masa de cada miembro de la pareja, y del resultado Después de la fusión – LIGO Virgo Collaboration / Frank Elavsky, Aaron Geller / Northwestern
Entre las más llamativas y ya publicadas, está la primera observación de una fusión de agujeros negros de distinta masa, la probable 2da observación de la fusión de dos estrellas de neutrones, la fusión de la pareja más masiva (hasta alcanzar 150 masas solares) y la fusión de un agujero de 23 masas solares con un objeto misterioso mucho más ligero. Al margen de éstas, en seguida se han publicados dos fusiones más que han destacado por sus características: una en la que los agujeros negros son muy poco masivos (alcanzan las seis y las nueves masas solares) y otra en la que puede haber implicado un agujero negro de seis masas solares y una estrella de neutrones. Los límites del conocimiento
¿Qué importancia tiene toda esta variedad de observaciones? Tal De La misma manera que ha explicado Sascha Usha, las observaciones más interesantes son aquellas que recogen fenómenos raros o que no tienen una explicación clara. «Buscamos problemas que desafían lo cual los astrofísicos ya saben, Por eso estamos aquí y gastamos tanto dinero: si buscásemos lo que ya conocemos no tendría sentido». Según ha proseguido, en astrofísica existen multitud de modelos y de posibilidades teóricas para explicar las observaciones, Sin embargo hay que hacer observaciones para asumir o refutar estas ideas. «Cuando detectamos algo fuese de lo normal, que no podés comprender, es un contexto muy emocionante, Sin embargo Además sabes que te va a llevar mucho trabajo». ¿Hay agujeros negros primordiales?
Por posteriormente, los límites del conocimiento figuran En el momento en que las masas de los objetos que se fusionan son muy pequeñas o bien muy grandes. Los más ligeros están relacionados con el «hueco de masas», un abanico de masas en el que no está claro si es que un objeto es un agujero negro o bien una estrella de neutrones, por el hecho de que se supone que el agujero más pequeño no tiene menos de cinco masas solares, al tiempo que la mayor estrella de neutrones no supera las tres. Por eso, descubrir una fusión de objetos en este rango obligaría a cambiar las ideas acerca de las estrellas de neutrones o bien los agujeros negros. Aun, estas observaciones podrían mantener la hipótesis de la existencia de los agujeros negros principales, objetos formados Después de el Big Bang y que podrían ser una explicación para la masa invisible del universo, la materia oscura. «Para clarificar este tipo de objetos —”raros”, cuya clasificación no está clara—, precisamos más observar más eventos y lograr la contraparte electromagnética», ha dicho Uscha. Expresado de otro modo, es preciso observar las fusiones A través de telescopios de ondas electromagnéticas (rayos X o bien rayos gamma), para conseguir más datos, Mediante más «sentidos». Hasta ahora, Sin embargo, Sólo se ha logrado observar con telescopios una fusión detectada con ondas gravitacionales en 2017. Supercomputadores para analizar los datos
A base de mejorar Los instrumentos y de disminuir el ruido, mejorando los modelos que lidian con él, los científicos de LIGO y Virgo han logrado incrementar la sensibilidad de los detectores y incrementar el número de acontecimientos observados, hasta uno cada seis días. Una buena una parte del trabajo ha dependido de desarrollar los modelos con los que analizar y Asimismo interpretar los información y descartar el ruido de fondo. Si es que bien la señal de la fusión de agujeros negros o estrellas de neutrones dura un segundo o bien dos minutos, respectivamente, los modelos para trabajar con esta datos requieren hasta tres años de trabajo y operar con supercomputadores, De este modo como el español Mare Nostrum
. «Necesitamos modelos necesarios de la forma de las ondas (…) para poder identificar las distintos fuentes astrofísicas, comprender su población en el universo y llevar a cabo exámenes de la gravedad», ha expresado en un Solo comunicado Alessandra Buonanno, directivo del Colegio Albert Einstein en Potsdam, Alemania, y miembro del consorcio. Esta necesidad de tener los modelos y de ponerlos a demuestra implica que sea necesario entre medio año y un año y medio para poder confirmar la detección de uno de estos acontecimientos de fusión. Todo depende en buena medida de cuán excepcional sea expresado acontecimiento. Finalmente, junto al catálogo el consorcio LIGO/Virgo ha publicado tres artículos en el servidor «arXiv». En uno se ha evaluado de qué manera encajan las fusiones detectadas con la Relatividad, sin descubrir evidencias de inédita Física, otro explica qué aportan las observaciones acerca de la población del universo y el tercero habla de señales que podrían ser detectadas A través de ondas gravitacionales y rayos gamma. ¿Qué es lo próximo?
Además de las observaciones ya publicadas, hay 23 eventos de fusión más a la espera a ser confirmados. El cercano período de observación, de nombre O4, está previsto para finales de 2021 y, por 1era vez, los detectores alcanzarán la sensibilidad para la que están diseñados: Gracias a esto, se localizarán acontecimientos a mayores distancias y se detectarán Aún más eventos cada semana. Dentro de una década, los futuros observatorios de ondas gravitacionales, Al igual que LISA o el Einstein Telescope, permitirán localizar la fusión de agujero negros mucho más masivos, También que los situados en el centro de las galaxias.