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Científicos de EEUU detectan ondas gravitacionales que serían la primera evidencia directa de la inflación, el momento de la historia del universo en que en cuestión de segundos pasó de ser un punto diminuto a convertirse en una inmensidad

Científicos de EEUU dicen haber “fotografiado” el primer eco del Big Bang, aquella descomunal explosión que dio lugar al universo hace 13.800 millones de años. En la práctica esa imagen es más bien un gráfico ininteligible para el común de los mortales. Pero escondido en ese gráfico hecho de líneas fluctuantes los científicos han detectado unas ondulaciones que no pueden corresponder a otra cosa que a ondas gravitacionales primordiales, es decir, las primeras ondas expansivas del Big Bang.

La presencia de esas ondas son la “primera evidencia directa de la inflación”, ese momento decisivo en la historia del universo en el que este aumentó explosivamente su tamaño en fracciones de segundo. También serían las “primeras imágenes de las ondas gravitacionales”, según un comunicado de prensa del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CFA).

De acuerdo con la teoría de la Relatividad de Einstein, aquel cataclismo debió generar ondas gravitacionales, una especie de ondas expansivas cuyos efectos, aunque débiles, aún podrían observarse ahora, 13.800 millones de años después. Los investigadores del experimento BICEP 2, un telescopio de microondas situado en pleno Polo Sur, dicen haber fotografiado esas ondas por primera vez. Estas ondas son “los primeros temblores del Big Bang”, según el CFA. Continuar leyendo «Un telescopio capta el primer “eco” del Big Bang»

Cada vez más se las percibe mejor

Las ondas gravitacionales, todavía no han sido vistas o percibidas directamente, aunque si se deducen por ciertos efectos que pueden ser explicados como una derivación o consecuencia de la teoría de la relatividad general de Einstein. Sus efectos, modificaciones importantes en la trama del espacio tiempo que se traducen en anomalías ópticas de cuerpos ubicados por detrás de verdaderos lentes gravitacionales.

Por ejemplo: si tenemos un sistema formado por dos estrellas de neutrones, la colisión entre las estrellas se dará cuando la separación sea de 20 kilómetros aproximadamente, y cada una se estará moviendo a 1/3 de la velocidad de la luz, debido a la atracción gravitacional de su compañera. Las ondas gravitacionales generadas en estos casos tendrán típicamente frecuencias de 500 a 1000 ciclos por segundo (500 a 1000 Hz).

Un caso más extremo, pero posible, sería considerar un sistema de dos agujeros negros orbitándose mutuamente. Cuando dos agujeros negros chocan debido al encogimiento de sus órbitas por la pérdida de energía debido a la liberación de radiación gravitacional, sus antes independientes horizontes se unen formando un solo horizonte de un único agujero negro. Sin embargo, es durante el choque de los dos agujeros negros cuando se espera que una cantidad importante de ondas gravitacionales se genere. Ya que los agujeros son muy grandes (pueden llegar a tener 2.5 millones de veces la masa del Sol), podemos suponer que chocarán cuando su separación sea de unos 30 millones de kilómetros, y la frecuencia característica de las ondas será de un ciclo cada mil segundos (1mHz).

La forma de las ondas generadas antes de la colisión puede modelarse haciendo suposiciones muy fuertes, como el tomar a las estrellas o a los agujeros negros como masas puntuales, es decir, que su radio es infinitamente pequeño. Esto puede hacerse siempre y cuando la separación entre ambos agujeros sea enorme comparada con los radios de Schwarzchild de los agujeros. .

Sin embargo, en el momento de la colisión estas suposiciones ya no son válidas, y la forma de las ondas generadas variaría violentamente en función del tiempo. Hasta la fecha es muy difícil predecir la forma que tendrían estas ondas gravitacionales.
En el caso de estrellas binarias, aparte de la Relatividad General se tienen que tomar en cuenta otros aspectos físicos que intervienen en el colapso, como la hidrodinámica, las reacciones nucleares, el transporte de la radiación, así como conocer la relación entre la presión de gas y la densidad del material, a densidades imposibles de duplicar en un laboratorio. Para obtener una respuesta se necesita resolver el problema mediante modelos numéricos, es decir, haciendo simulaciones en la computadora. Sin embargo, hay tantos factores involucrados, que por el momento no se tiene la tecnología necesaria para hacer un modelo adecuado que tome en cuenta todos los fenómenos involucrados. Continuar leyendo «Ondas gravitacionales»