¿Qué son las ondas gravitacionales?

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Square Kilometre Array/Flickr

Las ondas gravitacionales son un fenómeno físico descubierto teóricamente por Einstein en 1916. Se trata de fluctuaciones que se producen en la curvatura del espacio-tiempo y que se propagan en forma de ondas alejándose de su fuente. Es exactamente lo que sucede cuando un bote genera ondas en el agua, solo que en este caso cuerpos masivos como estrellas o agujeros negros producen estas variaciones en el tejido espacio-temporal.

¿Cómo se originan las ondas gravitacionales?

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NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), y el equipo de la herencia de Hubble STScI / AURA)/Wikimedia

Por lo general, las ondas gravitacionales tendrían su origen cuando dos o más cuerpos de masa muy elevada interactuaran en el espacio. Pudieran ser las órbitas binarias de dos huecos negros, el encuentro entre dos galaxias, dos neutrones cuyas órbitas coinciden entre otros fenómenos.

En cualquier caso se producirían estas ondas que irían expandiéndose hasta llegar a la Tierra en forma de radiación gravitacional. Una vez llegaran a nuestro planeta ya se habrían debilitado mucho pues, al igual que las olas, irían perdiendo fuerza mientras más se alejaran de su centro inicial.

¿Cómo podemos detectar las ondas gravitacionales?

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Henze, NASA/Wikimedia

Al ser tan débiles una vez nos alcanzan, detectar ondas gravitacionales es muy difícil, tanto que las evidencias hoy día siguen siendo indirectas. Los científicos necesitan utilizar instrumentos de mucha sensibilidad, llamados interferómetros, para poder captar estas ligeras fluctuaciones. La técnica requiere usar como elementos de prueba cuerpos ubicados muy lejos los unos de los otros.

Como los cuerpos se mueven, cuando las ondas gravitacionales pasan se produce una fluctuación de las distancias entre los cuerpos, o sea, el espacio-tiempo se curva. Los rayos láser hacen mediciones constantes de estas distancias y si se obtienen variaciones, los astrónomos pueden confirmar la ocurrencia del fenómeno.

Lógicamente, si existen tantas fuentes al mismo tiempo, es menester crear modelos computacionales que predigan cómo serían las ondas gravitacionales. Es el único modo de saber qué distinguir en medio de tanta confusión. LaNASAespecialmente ha diseñado modelos para las colisiones de huecos negros, en los que, de acuerdo a sus expertos, pudieran sustituirse dichos eventos por diferentes masas.

Importancia de las ondas gravitacionales

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NASAblueshift/Wikimedia

Las ondas gravitacionales son fenómenos de mucha importancia para la comprensión y explicación de la mayoría de las leyes básicas de la física. Pueden dar información sobre el origen del universo y sobre cómo se forman o mueren eventos astronómicos como las estrellas o los agujeros negros.

A diferencia de la luz, que puede ser interferida por el gas interestelar, las ondas gravitacionales lo atraviesan sin impedimentos. Por lo cual, su detección directa permitirá a los expertos obtener información del espacio jamás observado por los seres humanos.

Por otra parte, para los científicos podría ser una vía directa de ver el universo una fracción de segundo después del Big Bang, lo cual permitiría no solo comprender su evolución, sino además predecir acontecimientos futuros.

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Fotografía por Oren Jack Turner, Princeton, NJ/Wikimedia

Como todo buen amante de la ciencia y el conocimiento humano, aquí en Ojocientífico esperamos que pronto el desarrollo tecnológico permita a los astrónomos confirmar directamente las radiaciones gravitacionales y estudiar sus propiedades.