La relatividad general predice que la información gravitacional viaja en ondas gravitacionales (“ondas” en la curvatura del espacio-tiempo). También predice que estas ondas se mueven a la velocidad de la luz.
Existe evidencia experimental bastante sólida que sugiere indirectamente que estas ondas existen: PSR B1913 + 16. La emisión de ondas gravitacionales quita energía del sistema (la energía es extraída y transportada por las ondas). Esto produce una desintegración orbital muy específica. Se observó esta decadencia precisa, logro que fue reconocido en la década de 1990 con un premio Nobel para los autores de esta observación experimental.
Pero todavía no hemos realizado una detección experimental directa de ondas gravitacionales. Por detección directa me refiero a lo siguiente: la relatividad general predice que cuando una de estas ondas nos alcanza, produce algunos efectos muy característicos. Por ejemplo, cuando pasa a través de un anillo de partículas, lo distorsiona de la siguiente manera:
- "Flash", el personaje cómico puede correr a una velocidad de 800-900 millas por hora, que es apenas la velocidad del sonido. Aún así, experimenta una ralentización del tiempo. ¿Cómo?
- ¿Qué pasaría si lanzáramos una carga útil de masa crítica de anti-uranio 235 en la Luna al 99.9% de la velocidad de la luz?
- Si el espacio se expande más rápido de lo que se pensaba anteriormente, ¿eso significa que la constante de Hubble cambiará?
- Si el LHC colapsó accidentalmente el campo de Higgs, ¿cómo podría destruir todo el universo si ese colapso se propaga por debajo de la velocidad de la luz?
- ¿Puede la luz viajar una distancia infinita si comienza su viaje desde una fuente en particular?
Nos gustaría detectar estos efectos directamente. Desafortunadamente, para ondas gravitacionales típicas, el desplazamiento de las partículas es del orden de 10 ^ (- 3) el diámetro (carga) de un protón (!), Es decir, ridículamente pequeño.
El proyecto más grande en este momento que apunta a la detección directa son los observatorios LIGO: LIGO. Estos detectores están diseñados para estudiar en detalle todas las propiedades físicas relevantes de las ondas gravitacionales. En particular, dado que hay dos detectores (uno en Lousiana y el otro en el estado de Washington), si las ondas viajan a la velocidad de la luz, esta separación de los dos detectores debe corresponder a una diferencia en los tiempos de llegada del orden de diez milisegundos; Además, esto permitirá triangular el punto en el universo desde el cual se originó la explosión detectada de ondas gravitacionales. Todo esto, por supuesto, en combinación con información proveniente de fuentes astrofísicas convencionales, como la detección de neutrinos y ondas electromagnéticas.
LIGO es el LHC de la relatividad general en términos de ambición (es el proyecto más caro de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.).
Desafortunadamente, hasta ahora: cero detecciones. Esto se debe a que la tarea es tremendamente compleja y difícil. Pero están mejorando constantemente sus sistemas para obtener más y más sensibilidad. Mira sus videos aquí: Colaboración Científica LIGO – Multimedia