MATEMÁTICAS, FÍSICA Y QUÍMICA: Física

Segunda detección de ondas gravitacionales

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Pocos meses después del gran anuncio de la primera detección de ondas gravitacionales, el observatorio LIGO confirma que ha vuelto a registrar estas ondulaciones del espacio-tiempo. La segunda señal se llama GW151226 y, como la primera, es fruto de la fusión de dos agujeros negros. Investigadores de la Universidad de las Islas Baleares participan en el descubrimiento.

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SINC | | 15 junio 2016 19:15

<p>Ilustración de una fusión de dos agujeros negros, que genera ondas gravitacionales como las detectadas ahora. / University of Maryland</p>

Ilustración de una fusión de dos agujeros negros, que genera ondas gravitacionales como las detectadas ahora. / University of Maryland

En febrero de este año el Observatorio por Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO), en EE UU, anunció que había conseguido detectar por primera vez ondas gravitacionales, distorsiones en el espacio-tiempo predichas por Einstein. La señal, denominada GW150914, se registró el 14 de septiembre de 2015 en los dos detectores gemelos que tiene este observatorio en Livingston (Louisiana) y Hanford (Washington). Su origen estaba en la fusión de dos lejanos agujeros negros, según los científicos.

Ahora, los miembros de LIGO informan de que el año pasado también hicieron otra observación de ondas gravitacionales producidas por la colisión y unión de otro par de agujeros negros (con 14 y 8 veces la masa del Sol), que acabaron formando uno solo de unas 21 masas solares. Durante la fusión, una cantidad de energía más o menos equivalente a la masa de nuestra estrella se convirtió en ondas gravitacionales.

Esta segunda señal de ondas gravitacionales se llama GW151226, llegó el 26 de diciembre del 2015 y es fruto de la colisión y fusión de dos agujeros negros

La nueva señal, llamada GW151226, llegó a los detectores el 26 de diciembre del 2015 y se midió 1,1 milisegundos antes en el detector de Livingston que en el de Hanford. Esto ofrece una idea aproximada de la posición de la fuente en el cielo, que los expertos sitúan a 1.400 millones de años luz de distancia.

"Es muy significativo que estos agujeros negros fuesen mucho menos masivos que los de la primera detección (cuyas masas eran 36 y 29 veces la del Sol)", dice Gabriela González, portavoz de la colaboración científica LIGO y profesora de física y astronomía en la Universidad del Estado de Louisiana (EE UU).

"Debido a sus masas más ligeras, se pasaron más tiempo –alrededor de un segundo– en la banda sensible de los detectores”, añade la investigadora, quien destaca: “Es un comienzo prometedor para el estudio de las poblaciones de los agujeros negros en nuestro universo".

Los descubridores también subrayan que GW151226 es la segunda observación confirmada de una fusión de agujeros negros y, junto con GW150914, “marca el inicio de la astronomía de ondas gravitacionales como un nuevo medio revolucionario para explorar nuevas fronteras de nuestro universo, especialmente de sus eventos más oscuros y energéticos".

"Con la detección de dos eventos fuertes en los cuatro meses de nuestro primer periodo de observación, podemos empezar a hacer predicciones acerca de la frecuencia con la que podríamos estar escuchando las ondas gravitacionales en el futuro", apunta Albert Lazzarini, director adjunto de LIGO desde el instituto Caltech.

La astronomía de ondas gravitacionales es un nuevo medio revolucionario para explorar el universo

Las ondas gravitacionales producidas por objetos como el par de agujeros negros estiran y comprimen el espacio-tiempo a medida que se propagan a través del universo. Este efecto de estiramiento y compresión, muy atenuado ya cuando llegó a la Tierra, es el que registraron los avanzados y sensibles detectores, llamados Advanced-LIGO por ser una versión mejorada de los de primera generación.

Participación española en el nuevo descubrimiento

La señal GW151226 fue identificada a tan solo 70 segundos de su llegada a la Tierra con algoritmos matemáticos. Aproximadamente un minuto después, se tenían las primeras indicaciones sobre su origen gracias a una técnica conocida como filtrado adaptado, donde se comparan los datos con predicciones de señales gravitacionales para encontrar la que coincide mejor.

En este caso, el filtrado adaptado fue esencial tanto para la detección como para el posterior análisis de GW151226, debido a su menor intensidad respecto a GW150914 y porque es difícil de ver a simple vista.

gravitywaves

El desarrollo de catálogos precisos de formas de onda basados en la relatividad general, imprescindibles para estudiar las fusiones de agujeros negros, es una de las actividades principales del Grupo de Relatividad y Gravitación (GRG), liderado por la investigadora Alicia Sintes desde la Universidad de las Islas Baleares, participante en el estudio.

Además, las fórmulas de este equipo son utilizadas para generar los cientos de miles de patrones de onda utilizados en el análisis de los datos de LIGO. Para calibrar estos patrones se usan simulaciones numéricas, generadas con la ayuda de la infraestructura computacional europea (PRACE) y de la Red Española de Supercomputación.

Cálculos en Barcelona

La señal fue identificada a tan solo 70 segundos de su llegada a la Tierra

El profesor Sascha Husa, miembro del GRG, ha tenido acceso al MareNostrum, el supercomputador más potente de España del Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), que ha sido esencial para el desarrollo de estos catálogos. Tanto Sascha Husa como Sintes forman parte del Consejo de LIGO y han participado, junto con otros miembros del grupo de la UIB, en los artículos de estos descubrimientos.

Los observatorios LIGO están financiados por la National Science Foundation (NSF) de EE UU. Fueron concebidos, construidos y actualmente son operados por los institutos Caltech y MIT. El nuevo hallazgo, aceptado para su publicación en la revista Physical Review Letters, fue realizado por toda la colaboración científica LIGO (que incluye la colaboración británico-alemana GEO y el Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy), junto a la colaboración Virgo, otro detector de ondas gravitacionales situado en Pisa (Italia).

La investigación la llevan a cabo más de 1.000 científicos de EE UU y otros 14 países. Además, más de 90 universidades y centros de investigación desarrollan tecnología para el detector y analizan los datos. El próximo periodo de observación con Advanced-LIGO tendrá lugar este otoño, cuando se habrán introducido nuevas mejoras en la sensibilidad de los detectores para alcanzar un volumen de universo hasta dos veces mayor que el actual.

Zona geográfica: Internacional
Fuente: UIB

Comentarios

  • José |20. junio 2016 07:51:48

    Buenos días, me gustaría saber si es posible conseguir este artículo en inglés. Muchas gracias.

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  • Joaquin Felix Rodriguez Bassecourt |20. junio 2016 07:53:48

    Si consideramos la mecánica cuántica generalizada como una alternativa a la Relatividad General, el proceso detectado implicaría la fusión de los centros de gravedad de dos niveles cuánticos de masa, lo cuales aunque podrían tener una estructura previa mas o menos compleja, ya que mientras los microniveles cuánticos de masa tenderían a expandirse los macroniveles tenderían a contraerse lo que facilitaría la fusión de los mismos, ya que si consideramos 49 niveles cuánticos de masa, las combinaciones de los conjuntos de las partes de los mismos podrían ser muy variadas y complejas. Sin olvidar que este universo cuántico formado por cuantos de espacio incluiría una rotación cuántico angular del espacio, de forma que el espacio físico seria la integral de una función de onda cuántico existencial de un tiempo y un espacio cuánticamente discontinuo ontológicamente, pero con una continuidad fenológica.

    Siendo esta expansión y contracción combinada de los niveles cuánticos de masa lo que generaría los efectos de las identificadas como ondulaciones del espacio tiempo generadas por las ondas gravitatorias, por lo que en este caso la causa no dependería tanto del efecto detectado en si mismo, sino de la teoría adoptada para establecer la causa del efecto físico detectado.

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  • martin |21. noviembre 2016 15:23:34

    Las ondas gravitacionales demustran que la gravedad es energía y que el principio de conservación de la energía no es valido. Estamos en una crisis científica porque los actuales paradigmas no pueden explicar el 95% del Universo. Es hora de que se produzca una revolución científica, es hora de que escuchemos y analicemos las nuevas teorías y que tratemos de encontrar respuestas al 95% del Universo Oscuro. Si quieres conocer una nueva teoría que explica los actuales misterios de la ciencia, solicítala gratuitamente a: martinjaramilloperez@gmail.com

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