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Observatorios de USA y Europa detectan a la vez ondas gravitacionales

Proceden de la fusión de dos agujeros negros situados a 1.800 millones de años luz de la Tierra


Observatorios de Estados Unidos y Europa han detectado ondas gravitacionales, por primera vez al mismo tiempo, con misisegundos de diferencia. Las ondas proceden de la fusión de dos agujeros negros situados a 1.800 millones de años luz de la Tierra. La fusión dio lugar a un agujero negro con una masa equivalente a 53 soles y a la emisión de las ondas gravitacionales ahora detectadas.





La onda gravitacional conocida como evento GW150914 observada por LIGO en Washington  el 14 de agosto de 2017. Fuente: LIGO
La onda gravitacional conocida como evento GW150914 observada por LIGO en Washington el 14 de agosto de 2017. Fuente: LIGO
Científicos de LIGO y Virgo han observado, por primera vez con tres detectores, dos tituados en Estados Unidos y un tercero en Europa, ondas gravitacionales emitidas por la fusión de dos agujeros negros. Es la cuarta vez que se detectan estas ondas en observatorios terrestres.

La primera observación directa de las ondas gravitatorias tuvo lugar el 14 de septiembre de 2015 por los científicos del experimento LIGO,  que anunciaron el descubrimiento al público el 11 de febrero de 2016, cien años después de que Einstein predijera su existencia. La detección de ondas gravitatorias constituye una nueva e importante validación de la teoría de la relatividad general.

En esta ocasión, la primera detección se produjo el pasado 14 de agosto en el detector de LIGO en Luisiana; ocho milisegundos  después se detectó la segunda en el Estado de Washington y seis milisegundos después en el detector europeo VIRGO situado en Italia.

Aunque las anteriores detecciones de ondas gravitacionales por LIGO procedían también de la fusión de agujeros negros, esta es la primera vez que la detección se realiza por tres observatorios al mismo tiempo. Los resultados se publican en Physical Review Letters.

Las ondas gravitacionales o gravitatorias son perturbaciones del espacio-tiempo producidas por un cuerpo masivo acelerado. La existencia de ese tipo de onda, que consiste en la propagación de una perturbación gravitatoria en el espacio-tiempo y que se transmite a la velocidad de la luz, fue predicha por Einstein en su teoría de la relatividad general.

LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), fundado por la Fundación Nacional de Ciencia (Estados Unidos), posee dos observatorios (uno en Washington y otro en Luisiana) dedicados a medir ondas gravitacionales. En Italia existe otro observatorio europeo llamado Virgo, con las mismas capacidades de las instalaciones de LIGO.

La nueva detección de ondas gravitacionales confirma que las parejas de agujeros negros son relativamente abundantes en el Universo. Uno de los agujeros negros que ha provocado estas ondas tenía el equivalente a 31 masas solares y el otro 25.

Después de la fusión, según los cálculos de los científicos, el agujero negro resultante obtuvo una masa de 53 soles y el resto se transformó en energía emitida en forma de ondas gravitacionales, un proceso que ocurrió  a 1.800 millones de años luz de la Tierra. Eso significa que estas ondas se han propagado por el espacio durante 1.800 millones de años antes de ser detectadas.

Test a la relatividad

La aportación del instrumento italiano VIRGO permite mejorar significativamente la localización de los acontecimientos astrofísicos que se encuentran en el origen de las ondas gravitatorias. Estos acontecimientos, extremadamente violentos, pueden en algunos casos eyectar materia muy caliente que puede ser visible por telescopios ópticos.

Con sólo dos detectores de ondas gravitacionales, la zona de búsqueda en el cielo se extiende por un área equivalente a varios miles de veces la superficie de la Luna llena. Gracias a VIRGO, la estimación de la distancia a la que se encuentra la fuente emisora de las ondas gravitacionales es diez veces mejor.

En este descubrimiento, la combinación de los tiempos de llegada de las ondas con la amplitud de las señales observadas, ha permitido establecer una amplia zona de observación en el cielo terrestre escrutada por 25 grupos de astrónomos. Como en anteriores ocasiones, tampoco se ha registrado ninguna señal óptica.

Otra ventaja del detector VIRGO es su orientación, diferente a la de los instrumentos LIGO, lo que hace posible nuevos test de la teoría de la relatividad general. En efecto, esta teoría predice que cuando pasa una onda gravitacional, el espacio se estira en una dirección y se contrae en otra, en vez de deformarse en una sola dirección o en todas las direcciones a la vez, como lo predicen las teorías alternativas. El análisis de las señales observadas ahora indica que, efectivamente, ocurre como anticipó Einstein. Es el preludio de futuros test más concretos de la relatividad general.

A la espera de nuevas observaciones en el otoño de 2018, los primeros datos de esta red de tres detectores están siendo analizados todavía y darán lugar, próximamente, a nuevos anuncios científicos, según los investigadores.



Jueves, 28 de Septiembre 2017
Redacción T21
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