Ondas Gravitacionales ¿Qué son?

Las ondas gravitacionales son perturbaciones del espacio-tiempo,  producida por cuerpos masivos acelerados. Estas ondas gravitatorias viajan a través del espacio-tiempo a la velocidad de la luz y van deformando momentáneamente a todos los objetos por donde estas pasen. De esta manera los objetos crecerán y se reducirán mientras pasa la onda gravitacional.

¿Cómo se producen las Ondas Gravitacionales?

Desde la aparición de la teoría de relatividad de Einstein, consideramos al Universo como un «espacio de cuatro dimensiones» formado por tres dimensiones espaciales (largo, alto y ancho) y por una cuarta dimensión temporal. A partir de la teoría de relatividad general sabemos que el espacio-tiempo se curva frente a un objeto. Esto hace que se produzcan grandes campos gravitacionales que están relacionados con la masa y diámetro de los objetos.

Para entenderlo de manera sencilla…

Imaginémonos el espacio-tiempo como una cuadricula de tela. Si colocamos objetos en la cuadricula (espacio-tiempo), observamos que la tela se deforma, mientras más masa tenga el objeto mayor es la deformación que se produce en el espacio-tiempo. Por ejemplo si en una tela de araña no hay nada, estará recta. En cambio, si encima de la tela está la araña, la tela se deformara. La tela representa el espacio-tiempo.

Si el objeto se mantiene estático en el espacio-tiempo, la deformación permanece estática también. Cuando dos objetos orbitan entre ellos, las deformaciones del espacio-tiempo generadas por cada uno de ellos, interactúan y generan ondas que se expanden en el espacio-tiempo a la velocidad de la luz. Estas ondas son las perturbaciones del espacio-tiempo que se conocen como ondas gravitatorias.

Mientras más masa tengan los objetos, mayores son las deformaciones que estos generan. Cuanto mas masa tenga la araña, más se deformara la tela de araña. Las ondas gravitacionales generadas por la colisión de dos agujeros negros, o estrellas de neutrones son las que se generan ondas gravitatorias que pueden ser detectadas. Desde 2015 hemos detectado que nos han llegado varias ondas.

¿Cuales son objetos que producen Ondas Gravitacionales?

La amplitud de las Ondas gravitacionales es muy pequeña y solo podríamos detectarlas de eventos muy violentos,(objetos muy masivos sometidos a fuertes aceleraciones u objetos masivos no homogéneos rotando a gran velocidad). Estos eventos podrían ser:

  • Colisión de agujeros negros o estrellas de neutrones

  • Explosión de Supernovas

  • Formación de Agujeros negros

  • Radiación gravitatoria remanente del Big Bang

¿Cómo se detectan las ondas gravitacionales?

La detección de las ondas gravitatorias se las realiza con el principio del Interferómetro de Michelson. En resumen el interferómetro de ondas gravitatorias lo que hace es medir con alta precisión (ocupando láser y espejos) las variaciones de distancias, entre dos puntos perpendiculares que están colocados a la misma distancia, Si una onda gravitatoria pasa por el interferómetro,  una de las dos medidas varia en ese instante de tiempo y es detectada. Las variaciones de las distancias son muy pero muy pequeñas

La primera detección de ondas gravitacionales

Se realizo el 14 de septiembre de 2015 por el proyecto LIGO, que está compuesto por dos detectores laser de ondas gravitatorias de varios kilómetros, uno en Hanford, Washington y el otro en Livingston, Louisiana, operados al unísono para detectar ondas gravitacionales

La señal detectada duro 0.2 segundos y se determino que la señal fue producida por la colisión de dos agujeros negros con masas de 36 veces y 29 veces la masa del Sol, resultando en un agujero negro de 62 masas solares. Las 3 masas solares restantes corresponden a energía emitida en forma de ondas gravitacional