Primero, son las “ondas gravitacionales” y no las “ondas de gravedad” que LIGO y otros detectores miden. Puede parecer un matiz de gramática sin sentido, pero los físicos hacen una distinción ya que el inglés no proporciona palabras realmente buenas para las ideas teóricas del siglo XX. Las “ondas de gravedad” son cosas cotidianas mundanas, como las ondas en un lago y las olas del océano, y cualquier otra ola donde la materia se mueva hacia arriba y hacia abajo en la gravedad de 9.8 m / s ^ 2 de la Tierra.
Sí, los detectores de ondas gravitacionales desempeñarán un papel importante, llenando un nicho que ningún otro instrumento puede llenar. Considere lo que logró el descubrimiento de hoy (11 de febrero de 2016): ¡medimos las masas de dos objetos a unos mil millones de años luz de distancia! Cada uno es aproximadamente treinta veces la masa del Sol. O bien, se fusionaron en un agujero negro más grande que supongo que es de aproximadamente sesenta masas solares. ¿Es la masa del agujero negro combinado igual a la suma de los dos originales, o algunos se perdieron como radiación gravitacional o de alguna otra manera? ¿Alguno de los agujeros negros originales tenía discos de acreción? ¿Podemos decir por la señal de LIGO? Los astrofísicos estarán encantados de responder esas preguntas, pero por ahora es un logro que vale la pena celebrar solo por haber encontrado lo que tenemos ahora.
Dos agujeros negros que se orbitan entre sí son una situación rara, y donde se encuentra ese par, podrías estar esperando un millón de años para que se fusionen dramáticamente. Pero hay muchos miles de millones de galaxias dentro del alcance de LIGO y sucesores que se construirán pronto, de modo que tales fusiones se puedan observar con la suficiente frecuencia como para hacer posible la ciencia útil. ¿Uno o dos o unos pocos por año? Tal vez un poco menos? Hay estimaciones en las revistas académicas, pero la realidad tendrá la última palabra. Aprenderemos algo sobre la formación de agujeros negros, qué tan comunes son las estrellas binarias apretadas donde ambas son lo suficientemente masivas como para convertirse en supernova.
- ¿Pueden las ondas gravitacionales arrojar la tierra o cualquier otra esfera celeste fuera de sus órbitas?
- Dada una bola de plomo de 1 tonelada que acelera desde la velocidad fija hasta la velocidad terminal, ¿el movimiento sería continuo y monótono?
- ¿Cómo han encontrado los científicos las ondas gravitacionales?
- ¿La gravedad afecta a otras dimensiones que no sean las nuestras?
- Si cuántico es para lo muy pequeño, y la gravedad es para lo muy grande, ¿hay algo diferente para lo muy grande, como el universo mismo?
No son solo agujeros negros, sino que las estrellas de neutrones son tan buenas para la investigación de ondas gravitacionales. Encontraremos límites estadísticos más estrictos en cosas tales como a qué masa un núcleo de supernova se colapsa en un agujero negro en lugar de establecerse en una estrella de neutrones, y cuánto impulso angular tiene este tipo de objetos. Dado que hay otras formas de deducir o estimar tales cosas, la mayoría de los astrofísicos esperan que las observaciones de ondas gravitacionales confirmen lo que ya sabemos y reduzcan el rango de incertidumbres.
Cuando tengamos detectores más activos, determinaremos la dirección de las fuentes con mayor precisión, comparando los tiempos de llegada de los bordes delanteros de los pulsos. Por ahora, es genial que dos detectores hayan detectado el evento en septiembre pasado. No sé si los investigadores tienen suficientes detalles de tiempo para decir algo sobre la posición de esa fuente; las noticias son demasiado frescas mientras escribo esto. Con más detectores LIGO o LISA, es posible que podamos determinar un rango limitado de direcciones de futuras colisiones de agujeros negros y / o estrellas de neutrones, para ver si hubo explosiones de rayos X o rayos gamma al mismo tiempo y aproximadamente en el misma dirección.
Las ondas gravitacionales no están bloqueadas por nubes intermedias de hidrógeno, polvo o enjambres de estrellas en los brazos espirales de la Vía Láctea. LIGO y los instrumentos futuros nos darán una visión clara del universo primitivo, el fondo gravitacional cósmico, algo así como el fondo cósmico de microondas. No sé el estado actual de la teoría sobre esto, pero secretamente espero que las mediciones no se sumen a lo que predicen los teóricos, para que la cosmología sea aún más divertida.
Existe, como siempre con la nueva instrumentación científica, la posibilidad de señales que la astrofísica conocida no puede explicar. Ni un camión a una milla de distancia que pasa por un bache, ni un técnico revisando los cables de alimentación estornudando, ni el horno de microondas LIGO snack room en uso. Señales observadas simultáneamente por todos los detectores activos. Es entonces cuando la astrofísica se vuelve emocionante. Sobre tales fuentes desconocidas, difícilmente podemos especular …
