ANUNCIO

Fondo de ondas gravitacionales (GWB): un gran avance en la detección directa

CIENCIASFÍSICAFondo de ondas gravitacionales (GWB): un gran avance en la detección directa

La onda gravitacional se detectó directamente por primera vez en 2015 después de un siglo de su predicción por la Teoría de la relatividad general de Einstein en 1916. Pero, el fondo continuo de ondas gravitacionales de baja frecuencia (GWB) que se cree que está presente en todo el universo ha no se ha detectado directamente hasta ahora. Los investigadores del Observatorio norteamericano de ondas gravitacionales Nanohertz (NANOGrav) han informado recientemente sobre la detección de una señal de baja frecuencia que podría ser 'Fondo de ondas gravitacionales (GWB)'.   

La teoría general de la relatividad propuesta por Einstein en 1916 predice que los principales eventos cósmicos como la supernova o la fusión de los agujeros negros debería producir ondas gravitacionales que se propaguen a través del Universo. La Tierra debería estar inundada de ondas gravitacionales de todas las direcciones todo el tiempo, pero estas no se detectan porque se vuelven extremadamente débiles cuando llegan a la Tierra. Se tardó aproximadamente un siglo en realizar una detección directa de ondas gravitacionales cuando en 2015 el equipo de LIGO-Virgo logró detectar ondas gravitacionales producidas debido a la fusión de dos agujeros negros situados a una distancia de 1.3 millones de años luz de la Tierra. (1). Esto también significó que las ondas detectadas eran portadoras de información sobre el evento cósmico que tuvo lugar hace unos 1.3 millones de años.  

Desde la primera detección en 2015, un buen número de ondas de gravitación se han registrado hasta la fecha. La mayoría de ellos se debieron a la fusión de dos agujeros negros, pocos se debieron a la colisión de dos estrellas de neutrones. (2). Todas las ondas gravitacionales detectadas hasta ahora fueron episódicas, causadas por un par binario de agujeros negros o estrellas de neutrones que giran en espiral y se fusionan o chocan entre sí. (3) y eran de alta frecuencia, longitud de onda corta (en rango de milisegundos).   

Sin embargo, dado que existe la posibilidad de una gran cantidad de fuentes de ondas gravitacionales en el universo, muchas ondas gravitacionales juntas de todo el universo pueden pasar continuamente a través de la tierra todo el tiempo formando un fondo o ruido. Este debe ser continuo, aleatorio y de onda pequeña de baja frecuencia. Se estima que una parte incluso puede haberse originado en el Big Bang. Llamado fondo de ondas gravitacionales (GWB), esto no se ha detectado hasta ahora (3).  

Pero podemos estar al borde de un gran avance: los investigadores del Observatorio Nanohertz de ondas gravitacionales de América del Norte (NANOGrav) informaron la detección de una señal de baja frecuencia que podría ser 'Fondo de ondas gravitacionales (GWB) (4,5,6).  

A diferencia del equipo de LIGO-virgo que detectó ondas gravitacionales de pares individuales de agujeros negros, el equipo de NANOGrav ha buscado ondas gravitacionales `` combinadas '' de ruido persistentes creadas durante un período muy largo de tiempo por innumerables agujeros negros en el universo. La atención se centró en la onda gravitacional de "longitud de onda muy larga" en el otro extremo del "espectro de ondas gravitacionales".

A diferencia de la luz y otras radiaciones electromagnéticas, las ondas gravitacionales no se pueden observar directamente con un telescopio.  

El equipo de NANOGrav eligió milisegundo púlsares (MSP) que giran muy rápidamente con estabilidad a largo plazo. Hay un patrón constante de luz proveniente de estos pulsadores que debería ser alterado por la onda gravitacional. La idea era observar y monitorear un conjunto de púlsares de milisegundos ultraestables (MSP) para cambios correlacionados en el tiempo de llegada de las señales a la Tierra, creando así un detector de ondas gravitacionales del "tamaño de una galaxia" dentro de nuestra propia galaxia. El equipo creó una matriz de sincronización de púlsares mediante el estudio de 47 de esos púlsares. El Observatorio de Arecibo y el Telescopio Green Bank fueron los radiotelescopios utilizados para las mediciones.   

El conjunto de datos obtenido hasta ahora incluye 47 MSP y más de 12.5 años de observaciones. En base a esto, no es posible probar de manera concluyente la detección directa de GWB, aunque las señales de baja frecuencia detectadas lo indican en gran medida. Quizás, el siguiente paso sería incluir más púlsares en la matriz y estudiarlos durante un período de tiempo más largo para mejorar la sensibilidad.  

Para estudiar el universo, los científicos dependían exclusivamente de las radiaciones electromagnéticas como la luz, los rayos X, las ondas de radio, etc. Al no tener ninguna relación con la radiación electromagnética, la detección de la gravedad en 2015 abrió una nueva ventana de oportunidad para que los científicos estudien los cuerpos celestes y comprendan la universo, especialmente aquellos eventos celestes que son invisibles para los astrónomos electromagnéticos. Además, a diferencia de la radiación electromagnética, las ondas gravitacionales no interactúan con la materia, por lo que viajan virtualmente sin obstáculos llevando información sobre su origen y fuente libre de cualquier distorsión.(3)

La detección de fondo de ondas gravitacionales (GWB) ampliaría aún más la oportunidad. Incluso puede ser posible detectar las ondas generadas por el Big Bang, lo que puede ayudarnos a comprender el origen del universo de una mejor manera.

***

Referencias:  

  1. Castelvecchi D. y Witze A., 2016. Las ondas gravitacionales de Einstein se encuentran por fin. Nature News 11 de febrero de 2016. DOI: https://doi.org/10.1038/nature.2016.19361  
  1. Castelvecchi D., 2020. Qué revelan 50 eventos de ondas gravitacionales sobre el Universo. Nature News Publicado el 30 de octubre de 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03047-0  
  1. LIGO 2021. Fuentes y tipos de ondas gravitacionales. Disponible en línea en https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources Consultado el 12 de enero de 2021. 
  1. Colaboración NANOGrav, 2021. NANOGrav encuentra posibles 'primeros indicios' de fondo de ondas gravitacionales de baja frecuencia. Disponible en línea en http://nanograv.org/press/2021/01/11/12-Year-GW-Background.html Consultado el 12 de enero de 2021. 
  1. Colaboración NANOGrav 2021. Rueda de prensa: búsqueda del trasfondo de ondas gravitacionales en 12.5 años de datos NANOGrav. 11 de enero de 2021. Disponible en línea en http://nanograv.org/assets/files/slides/AAS_PressBriefing_Jan’21.pdf  
  1. Arzoumanian Z., et al 2020. El conjunto de datos de 12.5 años de NANOGrav: búsqueda de un fondo de ondas gravitacionales estocásticas isotrópicas. The Astrophysical Journal Letters, Volumen 905, Número 2. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/abd401  

***

Umesh Prasad
Umesh Prasadhttps://www.UmeshPrasad.org
Editor jefe, Scientific European

Suscríbase a nuestro boletín

Para actualizarse con las últimas noticias, ofertas y anuncios especiales.

- Publicidad -

Artículos Populares

Los gusanos redondos revivieron después de estar congelados en el hielo durante 42,000 años

Por primera vez, los nematodos de organismos multicelulares latentes fueron...

SARS-CoV-2: la gravedad de la variante B.1.1.529, ahora llamada Omicron

La variante B.1.1.529 se notificó por primera vez a la OMS desde...

La disminución del sentido del olfato puede ser una señal temprana de deterioro de la salud entre los ancianos

Un estudio de cohorte de seguimiento a largo plazo muestra que la pérdida ...
- Publicidad -
99,813VentiladoresMe gusta
69,992SeguidoresSeguir
6,335SeguidoresSeguir
31SuscriptoresSuscríbete