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Ciencias y letras por Salvador Ruíz Fargueta

Ciencias y letras, trata de acercar las dos culturas , favorecer su mestizaje. En realidad, sólo es una cultura que nos puede acercar más a nosotros mismos, a las complejas relaciones humanas, al mundo y a sus interrogantes. El autor, ingeniero y físico, es editor de La bella teoría. Publica los días 1 de cada mes.

Ondas gravitacionales: las ondulaciones del espacio-tiempo

El propio Einstein, en 1918, descubrió que existían soluciones ondulatorias a su ecuación de la relatividad general, que en un principio se creyeron ficticias. Dichas soluciones suponen la propagación de ondulaciones del espacio-tiempo, ondas de gravitación a través del vacío, como entidades independientes y con una velocidad igual a la de la luz. Si las ondas electromagnéticas (la luz o las ondas de radio) las podemos explicar como perturbaciones que se van desplazando sobre un marco estable del espacio- tiempo, como un dibujo que se desplaza sobre un papel quieto, las ondas de gravitación son deformaciones y arrugas del propio papel que se van desplazando sobre el mismo.

Utilizando el símil de una pantalla de cine, las ondas electromagnéticas serían una proyección normal, con formas cambiantes sobre un fondo blanco y quieto. Las ondas de gravitación, en cambio, serían perturbaciones y pliegues de la propia pantalla de cine .

Producción de las ondas : Si se perturba violentamente un cuerpo de gran masa, se mueve aceleradamente, el campo cercano se ajusta rápidamente, pero el campo lejano ha de esperar a que la señal de que la masa se ha movido se propague hasta él con la velocidad de la luz. Por lo tanto existe una deformación progresiva cuya intensidad disminuye en función del inverso de la distancia.

Detección de las ondas : Aunque la radiación gravitacional no ha sido aún detectada directamente, hay evidencia indirecta significativa de su existencia. Los físicos Russell Alan Hulse y Joseph Hooton Taylor Jr. descubrieron en 1974 el primer púlsar binario (PSR1913+16). Las observaciones durante varios años han confirmado que el período de rotación de ambos objetos aumenta con el tiempo de la manera predicha por la teoría de la relatividad general, perdiendo energía en forma de ondas gravitacionales . Este descubrimiento se considera como la demostración de la existencia de ondas gravitacionales y les valió el Premio Nobel de Física del año 1993.

Las mayores esperanzas en la detección directa de las ondas gravitacionales se centran en los fenómenos de extraordinaria violencia que acompañan la formación de los agujeros negos y en las consiguientes experiencias catastróficas en ellos . De hecho, la energía total emitida en forma de ondas garvitacionales durante el colapso de un cuerpo para formar un agujero negro puede oscilar entre el 1% y el 10% de la energía total del mismo.

El oscilador detector de ondas de gravitación puede ser cualquier cosa, la antena más sencilla es un simple bloque de metal . Lo verdaderamente necesario es una tecnología capaz de medir cambios en la longitud del bloque muy inferiores a millonésimas de millonésimas de metro. A estos niveles, un obstáculo importante es el ruido extraño procedente del interior de la barra, causado por el movimiento de agitación de sus átomos. Este ruido, a la temperatura ambiente, ya produce unas fluctuaciones del mismo orden. Ese minúsculo sonido de los átomos de la barra chocando entre sí es capaz de ahogar el tintineo causado por las efímeras ondas gravitatorias. Para hacernos una idea de su levedad, el colapso de una estrella de diez masas solares y su conversión en un agujero negro en el centro de nuestra galaxia produce unos efectos semejantes a la agitación térmica de los átomos de la barra detectora situada en la Tierra.

El futuro : La detección de las ondas de gravitación nos abriría una nueva ventana a los orígenes de nuestro universo, pues, mientras las ondas electromagnéticas adolecen de una limitación fundamental, no pueden penetrar mucho en la materia y sólo transportan información sobre los rasgos superficiales de la fuente, las ondas de gravitación nos pueden mostrar los procesos que dan la energía a las estrellas y permanecen ocultos en sus entrañas. Además, las ondas gravitacionales pueden retumbar a través del universo desde el primer momento concebible del Big Bang, y transportar información sobre épocas que son anteriores, en más de cincuenta potencias de diez, a las correspondientes señales electromagnéticas.

Fuente:” En busca de las ondas de gravitación”, Paul Davies. Salvat Editores S.A. Barcelona.

Producción de ondas gravitacionales por choque de agujeros negros

Salvador Ruiz Fargueta | 01 de agosto de 2012

Comentarios

  1. Jose
    2013-10-01 03:20

    Lo que cabía preguntarse es si las ondas se componen de gravitones, y si son un producto cuatrisimal,como el espacio -tiempo.Y si el graviton seria por ello mas veloz que la luz,al recorrer 4 y no solo tres dimensiones y si se podrían empaquetar en ellos fotones,para acelerarlos . En fin poco a poco acabaremos de hechiceros



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