Las ondas gravitacionales se emiten desde un sistema físico si el sistema tiene algo de energía extra que prefiere liberar como radiación gravitacional, y si el sistema no es exactamente simétrico esférica o cilíndricamente. Entonces, por ejemplo, el sistema Tierra-Sol emite ondas gravitacionales debido al movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Esto hace que la órbita de la Tierra se descomponga, ya que la radiación gravitacional lleva la energía lejos del sistema. (Pero solo en una pequeña cantidad, por lo que este efecto es completamente imperceptible).
Para un átomo tenemos que entrar en el ámbito de la gravedad cuántica . Sin embargo, dado que todavía no tenemos una teoría completa de la gravedad cuántica, tendremos que conformarnos con su aproximación de baja energía, la gravedad semiclásica, que entendemos bastante bien. Esto es solo un detalle técnico, pero creo que es importante aclararlo para evitar confusiones.
Sabemos que los objetos cuánticos deberían emitir gravitones , que son la versión cuántica de las ondas gravitacionales, en condiciones similares a los objetos no cuánticos. Como es bien sabido, un átomo en un estado de energía excitado tiene una probabilidad de emitir un fotón (es decir, una onda electromagnética) para bajar a un estado de energía más bajo. Por lo tanto, en teoría también debería tener una probabilidad muy muy pequeña de emitir un gravitón en lugar de un fotón en este caso.
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¿Qué tan pequeña es la probabilidad? De hecho, este es un cálculo sencillo (ver, por ejemplo, este documento). Para el caso simple de un átomo de hidrógeno en el estado excitado relevante más bajo, la respuesta resulta ser aproximadamente una emisión de gravitón cada [matemáticas] 10 ^ {31} [/ matemáticas] años.
De hecho, esto es muy pequeño, pero, por ejemplo, la Tierra contiene aproximadamente [matemática] 10 ^ {50} [/ matemática] átomos, por lo que hipotéticamente uno de estos átomos debería emitir un gravitón de vez en cuando. Por supuesto, no podríamos detectar eso, ni ahora ni en el futuro previsible, ya que ni siquiera podemos detectar ondas gravitacionales que se estima que contienen aproximadamente [math] 10 ^ {20} [/ math] gravitones por metro cúbico (para una onda gravitacional típica emitida por una supernova).
