Descripción del fenómeno

- Ondas Gravitacionales -


En la física clásica Newton brinda los primeros fundamentos teóricos para entender la atracción de la fuerza a distancia que ejerce un cuerpo sobre otro. Se introduce la idea de campo gravitatorio, en el que su intensidad depende de la masa asociada al cuerpo; una manzana tiene su campo gravitatorio, pero es insignificante en comparación con el del planeta tierra; de esa manera, los cuerpos con mayor masa van atraer a otros dentro del espacio tridimensional. Una idea que prevaleció por más de 200 años y sirvió para explicar los fenómenos macroscópicos del universo.

Según lo comenta González (2016) “Henri Poincaré concluye que, como consecuencia de la nueva geometría del espacio-tiempo, la gravitación debe generar ondas que viajen a la velocidad de la luz de manera similar al electromagnetismo.” De esta manera el análisis matemático entra a jugar un papel importante dentro de la concepción del campo gravitatorio, ya que permite la incorporación de las ondas gravitacionales por primera vez como una forma de generalizar las ecuaciones de onda en la fuerza gravitacional. Pero fue hasta el año 1916 que “en relatividad general, la gravedad puede interpretarse como una consecuencia de la forma del espacio-tiempo. De hecho, las ecuaciones de Einstein establecen que la presencia de un cuerpo masivo deforma el espacio-tiempo que lo rodea.” (VIRGO).


Fuente: NTX infografías


Además “uno de los principios centrales, y más extraños, de la relatividad general es que el espacio y el tiempo no son cosas separadas, sino que están vinculados en un solo tejido: el espacio-tiempo. (Cofield, 2016). Entre más grande sea la masa del cuerpo mayor será la deformación del espacio – tiempo. Pero además de ese aporte “las matemáticas de Einstein mostraron que los objetos acelerados masivos (como estrellas de neutrones o agujeros negros orbitando entre sí) interrumpirían el espacio-tiempo de tal manera que las 'ondas' de espacio-tiempo ondulante se propagarían en todas direcciones lejos de la fuente.” (LIGO Caltech, 2016). De esta forma queda establecido teóricamente las ondas gravitacionales, pero no se pudieron comprobar experimentalmente hasta años más adelante.

Entendemos las ondas gravitacionales como una perturbación en el espacio-tiempo que se produce por el movimiento acelerado de un cuerpo. Un aspecto interesante es suponer que una persona al correr pueda generar ondas gravitacionales, lo cual es correcto; la problemática se presenta en que dichas ondas son tan pequeñas que resulta casi imposible detectarlas por cualquier instrumento.

De esta forma, “resulta que el Universo está lleno de objetos increíblemente masivos que sufren aceleraciones rápidas que, por su naturaleza, generan ondas gravitacionales que realmente podemos detectar.” (LIGO Caltech, 2016). Con una adecuada detectar “las ondas gravitacionales más fuertes son producidas por eventos cataclísmicos como la colisión de agujeros negros, supernovas (estrellas masivas que explotan al final de su vida) y estrellas de neutrones en colisión.” (LIGO Caltech, 2016). 

Para detectar esas ondas gravitacionales se utiliza los interferómetros láser en una red global la cual en el 2000 se logró completar con los detectores “TAMA 300 en Japón, GEO 600 en Alemania, (LIGO) en los Estados Unidos y Virgo en Italia.” (Abboutt et al, 2016, p.1). En un futuro próximo se logrará determinar las ondas gravitacionales con detectores fuera de nuestro planeta Tierra.

Explicación de cómo LIGO ha detectado ondas gravitacionales.