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Autor Tema: DETECCION DE LAS ONDAS GRAVITACIONALES PREDICHAS POR EINSTEIN  (Leído 2887 veces)
Pilar Iglesias de la Torre
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« en: 12/Feb/2016, 12:09 »

DETECCION DE LAS ONDAS GRAVITACIONALES PREDICHAS POR EINSTEIN



Según la Agencia SINC: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Deteccion-historica-de-ondas-gravitacionales

DETECCION DE LAS ONDAS GRAVITACIONALES PREDICHAS POR EINSTEIN

El observatorio LIGO en EE UU ha conseguido detectar por primera vez las ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo, llamadas ondas gravitacionales. El descubrimiento confirma una predicción de la teoría de la relatividad de Einstein y abre una nueva vía para investigar el universo. La primera onda gravitacional observada se llama GW150914, y los científicos piensan que es fruto de la fusión de dos agujeros negros.

Los rumores se han confirmado. Por primera vez, los científicos han observado ondas gravitacionales, ondulaciones del espacio-tiempo que han llegando a la Tierra procedentes de un evento catastrófico en el distante universo. Esto confirma una importante predicción de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein de 1915.

Las ondas gravitacionales fueron detectadas el 14 de septiembre de 2015 (a las 5:51h en la costa este de EE UU) por los dos detectores gemelos del Observatorio por Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO, por sus siglas en inglés), ubicados en Livingston (Louisiana) y Hanford (Washington, EE.UU).

Los físicos han llegado a la conclusión de que las ondas gravitacionales detectadas fueron producidas durante la última fracción de segundo de la fusión de dos agujeros negros para producir un solo agujero negro más masivo en rotación. Esta colisión había sido predicha pero nunca antes se había observado.

El evento catastrófico que produjo la denominada onda gravitacional GW150914, tuvo lugar en una galaxia lejana a más de mil millones de años luz de la Tierra. Fue observado el 14 de septiembre de 2015 por los dos detectores de LIGO, uno de los instrumentos científicos más sensibles jamás construido.

En dicha observación, se estimó que el pico de energía liberado en forma de ondas gravitacionales durante los momentos finales de la fusión de los agujeros negros fue diez veces mayor que la luminosidad combinada de todas las galaxias en el universo observable.

Según los descubridores y la comunidad científica internacional, este importante descubrimiento marca el inicio de una excitante nueva era en la astronomía y, al mismo tiempo, abre una ventana de observación al universo totalmente nueva en forma de ondas gravitacionales.

El descubrimiento ha sido aceptado para su publicación en la revista Physical Review Letters. La teoría de la relatividad general de Einstein, publicada por primera vez hace ya un siglo, fue descrita por el físico Max Born como “el mayor hito del pensamiento humano sobre la naturaleza”. En este artículo se describen dos descubrimientos de extrema relevancia científica ambos directamente relacionados con algunas de las predicciones más significativas de la teoría de Einstein: la primera detección directa en la Tierra de ondas gravitacionales y la primera observación de la colisión y fusión de una pareja de agujeros negros.

Las ondas gravitacionales son oscilaciones del espacio-tiempo originadas en algunos de los fenómenos más violentos del cosmos, como colisiones y fusiones de estrellas masivas compactas. Su existencia fue predicha por Einstein en el año 1916, cuando demostró que los objetos masivos acelerados debían distorsionar el espacio-tiempo en forma de radiación gravitacional que se alejaba de la fuente.

Estas oscilaciones viajan a través del universo a la velocidad de la luz, llevando consigo información sobre sus orígenes, así como inestimables pistas acerca de la naturaleza de la gravedad misma. Estas ondas proporcionan datos sobre los  sus dramáticos orígenes y sobre la naturaleza de la gravedad que no puede obtenerse de otra manera.

Los observatorios LIGO están financiados por la National Science Foundation (NSF), y fueron concebidos y construidos, y son operados por los institutos Caltech y MIT.El  El Grupo de Relatividad y Gravitación (GRG) de la Universidad de las Islas Baleares (UIB) es el único en España que ha participado en este histórico éxito científico.



¿Esta vez de verdad se han detectado ondas gravitacionales?

Respecto a la seguridad de que GW150914 sea un evento astrofísico real, y tras el fallido anuncio del descubrimiento de ondas gravitaciones primigenias por parte del equipo BICEP2 en 2014, los científicos de la UIB consideran que “sí”. Sin embargo, para resolver una cuestión tan crucial las colaboraciones LIGO y Virgo han realizado diversas pruebas independientes para confirmar la detección.

En primer lugar, la diferencia temporal entre las observaciones hechas en cada detector fue consistente con el tiempo de viaje de la luz entre los dos detectores. Además, las señales de Hanford y Livingston encontraron un patrón similar, además de ser en ambos lo suficientemente potentes como para destacar del 'ruido de fondo'. Esto equivaldría a poder entender una conversación por encima del murmullo general en una sala grande y concurrida.

Además, los interferómetros se monitorizan en tiempo real. Si en alguno de los canales aparece un problema, los datos recogidos por el detector se descartan, pero no fue el caso.

¿Y pudo ser GW150914 una fluctuación de ruido poco común, algo que ocurriera de forma azarosa y con características similares en los dos sitios? Para llevar a cabo el análisis estadístico se usaron los datos de 16 días del mes siguiente del evento. Aplicando desplazamientos artificiales y descartando falsas alarmas, se comprobó que GW150914 fue de lejos la señal más fuerte observada en ambos detectores durante ese periodo.

Un evento de ruido imitando GW150914 sería extremadamente inusual, con un ritmo de falsa alarma menor al de un suceso cada 200,000 años. Ese ritmo se traduce a la variable “sigma” utilizada por los científicos para medir la significancia estadística de una detección. Si es mayor de 5 sigma se considera un evento real, un verdadero descubrimiento, y con GW150914 se alcanzó una significación superior a 5,1 sigma.

El equipo considera que la primera detección directa de ondas gravitacionales y la primera observación de la fusión de un asistema binario de agujeros negros son logros muy destacables, pero solo representan la primera página en un nuevo y excitante capítulo de la astronomía.

Proyectos futuros contemplan mejoras en los detectores de Advanced LIGO, y la extensión de la red global de detectores al incluir a Advanced Virgo, KAGRA, y un posible tercer detector de LIGO en India, lo que mejorará significativamente su habilidad de localizar posiciones de fuentes de ondas gravitacionales en el cielo y estimar sus propiedad físicas. La detección de ondas gravitacionales abre un nuevo capítulo en la astronomía.

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PINCHAD LOS SIGUIENTES VÍDEOS:

https://youtu.be/Wrd_EXV1xyU

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« Última modificación: 14/Feb/2016, 20:06 por Pilar Iglesias de la Torre » En línea

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« Respuesta #1 en: 14/Feb/2016, 20:15 »

“Las ondas gravitacionales inauguran una nueva era de la astronomía”

Según la Agencia SINC: http://www.agenciasinc.es/Entrevistas/Las-ondas-gravitacionales-inauguran-una-nueva-era-de-la-astronomia



El físico y divulgador Paul Davies (Reino Unido, 1946) es uno de los muchos científicos que no pueden disimular su emoción después del anuncio que ha puesto en pie a astrofísicos y cosmólogos: la detección de ondas gravitatorias desde la Tierra. Según este profesor de la Universidad de Arizona, famoso por sus provocadoras opiniones sobre ciencia y religión, las ondulaciones recién captadas nos proporcionan un “tercer ojo” para observar el cosmos.

Estoy emocionado porque el rumor sobre la detección de ondas gravitacionales haya demostrado tener fundamento. Los resultados de LIGO son realmente asombrosos, es como estar delante de un libro de texto que confirma todo lo que esperábamos”, explica a Sinc el físico y divulgador Paul Davies por email desde California, donde se encuentra de viaje.

Su emoción no es para menos. El descubrimiento histórico de las ondas gravitacionales, que ayer hicieron público desde Washington los portavoces del Observatorio por Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO), es considerado por muchos como el anuncio del siglo en ciencia.

Escribí el primer libro de divulgación sobre ondas gravitacionales alrededor de 1980 y en aquellos años parecían un sueño inalcanzable. Ahora son una realidad”, explica este físico teórico, cosmólogo, astrobiólogo y conocido divulgador.

Las ondas gravitacionales son unos de los sujetos científicos predilectos de Davies, profesor de la Universidad de Arizona, doctor en Física y director del instituto BEYOND, el centro de Conceptos Fundamentales de Ciencia. Davies estudió física en la Universidad de Cambridge (Inglaterra) e investigaba agujeros negros en la misma institución que científicos tan populares como el mismísimo Stephen Hawking y Martin Rees, el actual presidente de la Royal Society.

Un día acudió a una charla –la primera de la historia– sobre una posible detección de las ondas gravitacionales en los años 70, algo inimaginable en aquella época. El físico Joseph Weber anunció entonces haberlas captado con una barra de metal, un logro que fue desacreditado más tarde.

“Tuvo muchas críticas, la gente fue muy desagradable con él”, recuerda Davies. Weber nunca se retractó y atribuyó su descubrimiento a una casualidad, pero a pesar de que su experimento fue considerado un fracaso, su trabajo e investigaciones posteriores sentarían las bases de la detección de ondas gravitacionales, de la que es considerado un pionero.

Davies participó a finales de enero como uno de los más de 100 invitados de excepción en el V Congreso del Futuro, una iniciativa del Senado chileno para debatir sobre temas de actualidad con prestigiosos científicos y acercar la ciencia al gran público. Lo hizo con una charla sobre las ondas gravitacionales y Sinc aprovechó entonces para hablar con él.

Una larga historia de búsquedas

He venido a hablar sobre la astronomía del futuro, ahora que se han cumplido cien años desde que Einstein predijo la existencia de las ondas gravitacionales, las ondulaciones del tejido del espacio-tiempo”, explicó Davies.

Durante los últimos 50 años los físicos han tratado de detectar su existencia, lo que es extremadamente difícil. Para ver una onda gravitacional que puede generarse, por ejemplo, de la explosión de una estrella, necesitas ser capaz de notar los movimientos de un objeto que es mucho más pequeño que el núcleo de un átomo. Por eso, las ondas gravitacionales son un desafío extraordinario”, explica.

El hallazgo se ha conseguido gracias al desarrollo de nuevas tecnologías que hacen de LIGO un instrumento extremadamente sensible. “Existen detectores, llamados láseres interferométricos, que ya son capaces de percibir movimientos minúsculos en el espacio”, explica Davies. Ya desde septiembre había rumores de que Advanced LIGO –una versión mejorada del observatorio LIGO inicial, con nuevos detectores avanzados–  había conseguido captar las ondas. “Al aceptar la teoría de la relatividad general de Einstein, ya esperábamos que las ondas gravitacionales existieran. Los resultados de la física teórica son extremadamente precisos. Solo faltaba detectarlas en la Tierra”.

Para Davies este es un hito fundamental de la física. “Es fabuloso poder confirmar de manera definitiva la teoría de Einstein un siglo después de que la formulase. Pero, además, este descubrimiento científico es importantísimo porque abre una nueva ventana a la forma de ver el universo”, apunta.

Un tercer ojo totalmente distinto

El físico y divulgador compara las ondas gravitacionales con un “tercer ojo” para observar el cosmos. “Hace años que utilizamos radiotelescopios y telescopios ópticos, pero esto abre la vía a un tipo completamente nuevo de astronomía: la gravitacional. Ya no se trata de extender el espectro electromagnético. Las ondas gravitacionales no son ondas de radio o de luz, sino un fenómeno completamente distinto”, explica.

Al mirar el universo a través de estas nuevas ‘gafas’, seremos capaces de estudiar con detalle procesos como la fusión de dos agujeros negros que, al colisionar y devorarse el uno al otro, crean turbulencias de ondas gravitacionales. O la fusión de estrellas de neutrones, por ejemplo. “Y, con nuestros nuevos instrumentos, podremos descubrir objetos y procesos que ni siquiera sabíamos que existían. Esta es la promesa de la astronomía del siglo XXI: caminar desde la radioóptica a una nueva dimensión gravitacional”, augura.

Los avances podrán sumarse a los ya conseguidos en los instrumentos de observación terrestres, que han evolucionado de manera vertiginosa en las últimas décadas. “Los expertos en astronomía óptica y radioastronomía, mientras tanto, han estado planeando una nueva generación de telescopios. En el comienzo de mi carrera se pensaba que los telescopios terrestres eran muy limitados debido a las turbulencias atmosféricas. Se creía que la única forma de hacer progresos era con el telescopio espacial, y ahí tuvimos a Hubble. Sus resultados son magníficos porque incluso un telescopio modesto en el espacio es formidable”, valora.

Entonces los científicos empezaron a hacer maravillas con las ópticas adaptativas: aprendieron a cambiar la geometría del espejo del telescopio en tiempo real y desarrollaron otras formas de mejorar los datos. Ahora la astronomía terrestre es una apuesta más segura y menos cara que poner un telescopio en el espacio”.

Chile, que para 2020 se prevé que tenga el 70% de la capacidad de observación terrestre del universo, está a la vanguardia de algunos de estos proyectos. El Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT) que se está construyendo en el Cerro Armazones, al norte del país, será capaz de detectar planetas alrededor de otras estrellas.

Nuevos datos para entender el universo

Sería deprimente si la astronomía hubiera alcanzado los límites de la tecnología, pero esto por suerte no ha sucedido y tenemos margen para mejorar en las próximas décadas”, explica Davies. Además de los observatorios de ondas gravitacionales terrestres, ya hay planes para construir otros en el espacio con el objetivo de detectar este tipo de ondas procedentes de sistemas astronómicos mucho más grandes, como los agujeros negros supermasivos.

En el futuro, los astrónomos combinarán datos de todos los espectros observables con los que aporten estos nuevos ‘ojos’ gravitatorios. “Yo tengo un amigo que utiliza información de astronomía óptica y de radiotelescopios para analizar un fenómeno que le interesa. Si comenzamos a tener datos de astronomía gravitacional, también sumarán, sin duda”, augura Davis.

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