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Onda gravitatoria

Onda gravitatoria es la expresión que se utiliza en idioma español para aludir a una fluctuación o vibración de carácter concéntrico, invisible y muy veloz que se produce en el universo. En 2017, los norteamericanos Kip S. Thorne, Barry C. Barish y Rainer Weiss fueron distinguidos con el Premio Nobel de Física por sus concluyentes aportes a un instrumento bautizado como LIGO y a su valioso trabajo en relación a las ondas gravitacionales.

El vertiginoso desplazamiento de este fenómeno bastante complejo de detectar que no llega a ser reflejado ni detenido por nada, según han determinado los expertos que lo han analizado, es equivalente a la velocidad de la luz. A medida que avanza, cada onda gravitatoria provoca alteraciones en el espaciotiempo (alargándolo en una dirección y acortándolo en otra) a partir de la contracción y el estiramiento de todo aquello que se cruce en su trayecto, distorsionando así al espacio y afectando a la radiación.

Fue Albert Einstein, en el marco del contenido de la teoría de la relatividad, quien planteó la existencia de las ondas gravitatorias y, desde entonces, no se detienen las investigaciones, ideas e hipótesis sobre ellas.

Universo

El estudio y la apreciación de ondas gravitacionales resulta esencial para conocer más y mejor al universo, sus componentes y sus misterios

El profesor, matemático y físico teórico John Dyson, por ejemplo, llegó a aventurar la posibilidad de transformar en energía a esta clase de onda, mientras que un grupo de astrónomos logró detectar el zumbido o efecto sonoro ocasionado por estas vibraciones que nacen, por ejemplo, cuando chocan o se fusionan dos agujeros negros. También podrían ser causadas por un par de grandes estrellas orbitando entre ellas, la vibración de cuerdas cósmicas, la fusión de estrellas de neutrones o por una supernova.

Si tienes solo unos segundos, lee estos puntos claves:
  • Las ondas gravitatorias fueron detectadas por primera vez en 2015 por el Observatorio de ondas gravitacionales por interferometría láser (LIGO), debido a una antigua colisión de agujeros negros. Estas ondas podrían ayudar a comprender la materia oscura y las características desconocidas de los cuerpos celestes.
  • Se ha establecido una relación entre el intercambio de gravitones y las ondas gravitatorias en la generación de la gravedad, que según Einstein es producto de la curvatura del espacio-tiempo.
  • Una onda gravitatoria posee la habilidad de producir luz al fluir a través de la materia, y el análisis de las colisiones de estrellas de neutrones sugiere que las partículas de luz, las ondas electromagnéticas y las ondas gravitatorias perciben cuatro dimensiones.
  • Existen diversos detectores de ondas gravitatorias como LIGO, VIRGO y KAGRA, que recopilan datos importantes sobre las características del universo. También existen avances en el descubrimiento de ondas gravitatorias de baja frecuencia y observatorios como NANOGrav, dedicados a establecer las frecuencias de estas ondas.

Propiedades de una onda gravitatoria

Antes de centrar la atención en las propiedades de una onda gravitatoria es sumamente importante señalar que, si bien este evento fue predicho hace muchísimos años, recién en 2015 se consiguió detectar por vez primera a las ondas gravitatorias. El logro se concretó gracias a la sensibilidad y precisión de LIGO (Observatorio de ondas gravitacionales por interferometría láser), instrumento que captó en ese entonces ondulaciones asociadas a una muy antigua colisión de agujeros negros que se fusionaron hace más de un millón de años desparramando en ese acto una energía semejante a aproximadamente tres masas solares. Quizás, se esperanzan los especialistas en este asunto, las ondas gravitatorias sean útiles para comprender y poder establecer fehacientemente, entre otras cuestiones, cuáles son las señas distintivas de la materia oscura, qué propiedades hasta ahora desconocidas ostentan los cuerpos celestes y qué aconteció apenas sucedió el Big Bang con la radiación y la materia.

También es interesante tener en cuenta que se ha vinculado al intercambio de más de un gravitón emparentado con las llamadas ondas gravitacionales con el surgimiento de la gravedad que, allá lejos y hace tiempo desde la perspectiva de Einstein, es una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo.

Teoría de la relatividad

Albert Einstein fue el primero en señalar que las ondas gravitacionales son resultado de ciertos poderosos y dañinos fenómenos o procesos que tienen lugar en el universo.

Otro dato que merece ser resaltado: una onda gravitatoria tiene la capacidad de crear luz a medida que fluye a lo largo de la materia, cuya densidad es determinante respecto a los rasgos o particularidades de cada una de las emisiones. Por otra parte, vale mencionar que el análisis de la colisión que protagonizaron estrellas de neutrones de acuerdo a lo detectado permiten sugerir que tanto una partícula de luz y las ondas electromagnéticas como las ya citadas ondas gravitatorias perciben cuatro dimensiones (estas son el tiempo y, las restantes, dimensiones espaciales).

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Descubrimiento y detectores

Líneas arriba comentamos que el descubrimiento oficial de las ondas gravitatorias data de 2015 y que, para ese hallazgo, fue clave la utilización de LIGO. Pero el desarrollo de detectores no se limita a ese equipo en condiciones de detectar ondas gravitacionales de alta frecuencia cuya longitud de onda se calcula en torno a los 2900 kilómetros.

Existen, asimismo, un instrumento bautizado como VIRGO (detector de ondas gravitacionales) y un observatorio japonés de este tipo de ondas que se ha nombrado como KAGRA.

Los tres se complementan a fin de enriquecer y revolucionar a la astronomía de ondas gravitacionales, además de recopilar datos valiosos para ampliar el saber humano en cuanto a las características del universo.

Colisiones y fusiones en el espacio

La observación de ondas gravitatorias vinculadas a agujeros negros fusionados es de gran relevancia en relación al aprendizaje acerca de, por ejemplo, la materia oscura.

Con tecnología y avances en investigaciones científicas, incluso, se han podido divisar, no hace mucho tiempo, ondas gravitacionales que presentan baja frecuencia pero muy largas longitudes de onda.
NANOGrav (Observatorio Norteamericano de Nanohercios para Ondas Gravitacionales), por sumar otra referencia, se gestó con la intención de establecer qué frecuencias tienen las ondas gravitacionales. El ambicioso proyecto ha llevado a involucrarse a casi doscientos científicos que se han ido encargando de rastrear, durante años y apelando a tres radiotelescopios, ondas de radio vinculadas a decenas de pulsares.

A corto y mediano plazo, el desafío para los especialistas en el uso e interpretación de interferómetros es mejorar los equipos existentes y desarrollar detectores más innovadores que ofrezcan un mayor alcance, más precisión y una sensibilidad superior en comparación a los instrumentos diseñados hasta el momento.

Enlaces de interés:

https://spaceplace.nasa.gov/gravitational-waves/sp/

https://www.ligo.org/sp/science/GW-GW2.php

Ver también: PHP

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Cómo citar este artículo Publicado por Verónica Gudiña, el 21 de diciembre de 2023. Onda gravitatoria - Qué es, propiedades, definición y concepto. Disponible en https://definicion.de/onda-gravitatoria/
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