Un grupo de científicos reveló una importante evidencia sobre las ondas gravitacionales, las ondas en el tejido del espacio-tiempo predichas por Albert Einstein hace más de un siglo, señalando que están impregnando el universo a bajas frecuencias, creando un zumbido de fondo cósmico.
Los nuevos hallazgos muestran que el espacio está inundado de estas ondas gravitacionales, que oscilan durante años o más y parecen originarse principalmente a partir de pares de agujeros negros supermasivos que se juntan en espiral antes de fusionarse.
“Las ondas gravitacionales son creadas por objetos astronómicamente densos en nuestro universo, generalmente en órbita unos alrededor de otros. Éstas en realidad estiran y comprimen el espacio-tiempo mientras viajan a través del universo”, dice el astrofísico de la Universidad Estatal de Oregón, Jeff Hazboun, miembro de la colaboración científica que llevó a cabo la investigación y autor principal de uno de los artículos que describen los hallazgos en Astrophysical Journal Letters.
Einstein en 1916 propuso la existencia de ondas gravitacionales como consecuencia de su innovadora teoría general de la relatividad, que representaba la gravedad como la distorsión del espacio y el tiempo por la materia. Hasta su detección en 2016, los científicos solo habían encontrado evidencia indirecta de su existencia, desde la década de 1970.
Bernardita Ried, divulgadora científica del Observatorio Astronómico nacional de la Universidad de Chile, explica que este estudio es súper importante, porque abre una nueva área en las ondas gravitacionales. “Lo que habíamos visto hasta ahora era de un tipo, y ahora vemos algunas de diferentes frecuencias, con otra técnica, con baja frecuencia, y corresponde a lo que se generaría cuando tenemos agujeros negros supermasivos”.
Tomó 15 años: científicos “escuchan” ondas gravitacionales a través del Universo
Objetos llamados púlsares, los núcleos extremadamente densos de estrellas explotadas que giran a la velocidad de las batidoras de cocina, fueron cruciales en la nueva investigación. Sesenta y ocho púlsares se utilizaron para reunir las pruebas.
José Utreras, doctor en astronomía de la Universidad de Chile y divulgador del centro de astrofísica CATA, indica que este descubrimiento es valioso, ya que “muestra que se pueden detectar estas ondas que son una puerta al estudio de la fusión de agujeros negros supermasivos, a los primeros instantes del Universo y posiblemente a la física fuera del modelo estándar”.
“Las ondas gravitacionales son ondas de espacio-tiempo que se desplazan a la velocidad de la luz por todo el Universo. Cuando pasa una de éstas, el espacio se contrae. Hay unas que son pequeñas (de miles de kilómetros) y otras gigantes (tamaño de años luz, que es la distancia entre las estrellas), y se espera que ondas de este tamaño, sean emitidas por agujeros negros supermasivos que van en vía de fusionarse”, agrega este último.
“Vemos el paso de las ondas gravitacionales como cambios en el tiempo de llegada de los pulsos de una serie de púlsares en nuestra galaxia”, establece Hazboun.
La señal de la onda gravitacional se observó en 15 años de datos obtenidos por el Observatorio Norteamericano de Nanohercios para Ondas Gravitacionales (NANOGrav) Physics Frontiers Center (PFC), una colaboración de más de 190 científicos de Estados Unidos y Canadá.
“Esto complementa las observaciones (de telescopios), ya que son ondas que transportan información, energía, y que utilizamos para entender el Universo. Lo que más me sorprende es la creatividad que tenemos como especie, de darnos cuenta que podemos utilizar nuestra propia naturaleza y hacer inferencias como ésta. Esto es increíble, estoy anonadada“, señala Reid, quien cursa el doctorado en física mención a Astrofísica de la Universidad de Stanford.
Los investigadores describieron el fondo de ondas gravitacionales del Universo como el equivalente a escuchar el zumbido de un gran grupo de personas hablando en una fiesta, sin poder distinguir ninguna voz individual.
Los astrónomos han confiado durante mucho tiempo en el estudio de la luz para aprender más sobre el cosmos, pero ese enfoque tiene limitaciones porque no ofrece información sobre muchos aspectos del Universo. Las ondas gravitacionales permiten un examen más sólido de éste, al igual que las partículas subatómicas fantasmales llamadas neutrinos.
El descubrimiento se anunció siete años después de que los investigadores anunciaran que habían detectado por primera vez la existencia de ondas gravitacionales generadas por dos agujeros negros distantes: objetos extraordinariamente densos con una gravedad tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. El movimiento de los agujeros negros y otros objetos masivos puede causar ondas gravitacionales.
Ondas gravitacionales a través del Universo: órdenes de magnitud
Esa investigación involucró al Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO). “Tenemos pruebas sólidas de un zumbido de ondas gravitacionales en una nueva banda del espectro de estas ondas. Estas frecuencias son de 10 a 12 órdenes de magnitud más pequeñas que las detectadas por LIGO y tienen longitudes de onda de años luz de largo”, señala Hazboun.
“La explicación más simple de estas ondas gravitacionales es un conjunto de binarios de agujeros negros supermasivos (agujeros negros que se orbitan entre sí) en nuestro vecindario cósmico. Otras explicaciones incluyen nueva física interesante cerca del Big Bang”, agrega Hazboun, refiriéndose al evento que marcó el origen del universo hace unos 13.800 millones de años.
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