Los astrónomos planean un observatorio de tamaño galáctico para buscar ondas gravitatorias

Un conjunto de púlsares deberían brillar cuando las ondas gravitatorias los bañen, formando un observatorio de tamaño galáctico.

Las ondas gravitatorias aplastan y estiran el espacio conforme viajan a través del universo. Los intentos actuales por observarlas implican la monitorización de una región del espacio de varios kilómetros de diámetro en la Tierra buscando los signos reveladores de este estiramiento. Aunque se esperan grandes cosas, estos experimentos hasta el momento no han arrojado ningún valor.

Pero existe otra forma. Las ondas gravitatorias deberían también estirar y aplastar púlsares a su paso, cambiando sutilmente los pulsos de radio que producen. Por lo que monitorizando un conjunto de púlsares a través de la galaxia, los astrónomos deberían ser capaces de ver los efectos de ondas gravitatorias de nanohertzios a microhertzios. El conjunto de púlsares debería brillar efectivamente cuando se vean bañados por las ondas, como una rejilla de boyas flotando en el océano.

Por lo que el plan es mantener un ojo atento a un conjunto de púlsares cuidadosamente elegidos. Se conoce como el Observatorio Norteamericano de Nanohertzios para Ondas Gravitatorias o NANOGrav y es parte de un esfuerzo internacional para observar ondas gravitatorias de esta forma.

Por supuesto, este tipo de observaciones son difíciles de lograr. Primero, los astrónomos necesitan púlsares de milisegundos bien caracterizados a los que observar. No son fáciles de encontrar y parece haber una carencia concreta de ellos en el hemisferio norte. Y medirlos con la precisión requerida tampoco es fácil, dice Fredrick Jenet de la Universidad de Texas en Brownsville, y algunos colegas.

Pero hay una esperanza en el horizonte. Estos chicos dicen que la próxima generación de conjuntos de radiotelescopios, tales como el Conjunto del Telescopio Allen en California y el Conjunto del Kilómetro Cuadrado en Australia o Sudáfrica, deberían ser capaces de hacer las medidas requeridas. Y el potencial científico de los datos es enorme.

El equipo dice que las observaciones deberían ayudarnos a comprender cómo evolucionan juntos las galaxias y los agujeros negros supermasivos, arrojando luz sobre la física de los inicios del universo tal como la inflación así como estudiar la naturaleza del espacio-tiempo, tal vez revelando correcciones gravito-cuánticas a la gravedad clásica. Puede incluso arrojar algunas nuevas fuentes de ondas gravitatorias.

Por supuesto, muchas de estas cosas son también los objetivos de los observatorios terrestres de ondas gravitatorias, los cuales tienen un coste de cientos de millones de dólares para su construcción y más para mantenerse y mejorarse. Por contra, el equipo de NANOGrav estima el coste de su proyecto a lo largo de 10 años es de apenas 66 millones de dólares.

Se espera que está listo y funcionando para 2020 y con ese precio parece un coste notablemente bueno.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/0909.1058: The North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves

Fecha Original: 14 de septiembre de 2009
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Comments (4)

  1. Los astrónomos planean un observatorio de tamaño galáctico para buscar ondas gravitatorias…

    Las ondas gravitatorias aplastan y estiran el espacio conforme viajan a través del universo. Los intentos actuales por observarlas implican la monitorización de una región del espacio de varios kilómetros de diámetro en la Tierra buscando los signos re…

  2. Turok

    La mayor parte de los físicos están convencidos de que las ondas gravitatorias-una predicción de la Relatividad General de Einstein-debe de existir.Si así fuera sería otro triunfo para la teoría einsteniana.No obstante algunos modelos, relativamente recientes, no necesitan para nada esas ondas, aunque tampoco sean de una molestia irreversible.De momento no se puede decir claramente que se hayan encontrado ondas gravitatorias.

  3. Jurl

    Y un detallito, los púlsares tienen una masa enorme. Retomando la comparación con las boyas, una boya que tiene poca masa (y flota, claro), se “deja llevar” por las ondas en propagación prácticamente disipando muy poca de su energía, pero un iceberg, por decir algo, pues… la cosa cambia un poco xD. Es muy difícil lo que intentan, pero ya era hora.

  4. Como todo lo relacionado con la Física y el Universo, me gusta tanto, leo interesado el artículo sobre el “nuevo” intento para captar las ondas gravitacionales que, de una u otra manera, nos darán los parámetros para conocer muchas de las cosas que ahora, en el Universo, están sis respuestas.

    Claro que, la cosa no es nada fácil, la Gravedad, como todos sabemos, es la más d+ebil de las cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza y, su partícula o vehículo transmisor, el Gravitón, aún está siemdo perseguido por todos y, tan esquivo es que, de momento, nadie lo encontró.

    Hace mucho tiempo ya que los físicos tratan de idear instrumentos que les posibilite oír las sinfonías que sin duda emiten los agujeros negros a través de las ondas gravitatorias que salen despedidas desde su fuente hacia todos los rincones del Universo a la misma manera que lo hacen las ondas electromagnéticas que sí, hemos sabido captar.

    Puesto que la curvatura espacio-temporal es similar o lo mismo que la gravedad, estas ondulaciones de curvatura son realmente ondas de gravedad u ondas gravitatorias. La Teoría de la Relatividad General de Einstein predice, de forma inequívoca, que tales ondas gravitatorias deben producirse siempre que dos agujeros negros orbiten uno en torno al otro; y también siempre que dos estrellas orbiten una en torno a la otra.

    Cuando parten hacia el espacio exterior, las ondas gravitacionales producen una reacción sobre los agujeros de la misma forma que una bala hace retroceder el fusil que la dispara. El retroceso producido por la onda aproxima más los agujeros y los hace moverse a velocidades mayores; es decir, hace que se mueven en una espiral que se cierra lentamente y se vayan acercando. Al cerrarse la espiral se libera poco a poco energía gravitatoria, una mitad de la cual se va a las ondas y la otra mitad va a incrementar las velocidades orbitales de los agujeros implicados.

    Finalmente, cuando los agujeros adquieren una velocidad que supone una fracción importante de la velocidad de la luz, c, los horizontes se tocan y terminan por fusionarse, y, donde una vez hubo dos agujeros ahora sólo nos quedará uno más masivo. El horizonte del Agujero giratorio queda perfectamente liso y con su sección ecuatorial circular, con la forma descrita precisamente por la solución de Kerr a la ecuación de campo de Einteins.

    Sin embargo, la historia del suceso no se ha perdido por completo; queda un registro codificado en las ondulaciones de la curvatura espacio-temporal que emitieron los agujeros en colisión. Dichas ondulaciones de curvatura son muy parecidas a las ondas sonaras de una sinfonía y, de la misma manera que las ondas sonaras viajan desde la orquesta hasta el público de la audiencia, también las ondulaciones de curvatura (ondas de gravedad) llevan su historia codificada desde los afujeros susionados hasta los confines del Universo.

    Las ondulaciones de curvatura viajan hacia afuera del tejido del espacio-tiempo a través del aglomerado de estrellas y gas del que nacieron los agujeros, Y, lo más interesante es que, cuando sepamos leer y oír estas “sinfonías”, también sabremos medir, con tremenda precisión las masas de los objetos que las emiten, así como la rápidez de giro, las formas de sus órbitas y un sin fin de datos implicitos en esas ondas gravitatorias que ahora se nos escapan y que, de seguro, al igual que la ondas electromagnéticas los dicen como es una parte del Universo, estas ondas de la gravedad nos dirán como es la otra parte y, de esta manera, podremos recomponer nuestros conocimientos hacia un Universo más completo y real.

    Las ondas Gravitatorias es una de las asignaturas pendientes que tenemos, y, algún día (digo yo) tendremos que aprobarla.

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