El experimento LIGO funciona con el mismo principio y estructura que el famoso experimento de Michelson-Morley hace más de cien años. Un rayo de luz se divide con un espejo medio plateado, y un rayo baja por un túnel, golpea un espejo y regresa, mientras que su rayo hermano va en ángulo recto hacia otro túnel de la misma longitud. Ambos haces se encuentran en el mismo lugar, donde se recombinan ópticamente. Si no hay interferencia entre los haces, eso significa que ambas longitudes de ruta eran idénticas. Sin embargo, si algo interrumpe la longitud de un túnel, el fotón tarda un poco más o menos en recorrer la distancia, y cuando regresa hay bandas de interferencia, una banda oscura en lugar de luz. Esa es la idea simple.
Cuando pasa una onda gravitacional (lo que ha sucedido tres veces hasta ahora), el espacio se ondula y el túnel en el eje longitudinal del frente de ondas de gravedad pasante se acorta y alarga, dando una lectura.
Había dos interferómetros: uno en Livingston, Louisiana y el otro en Hanford, Washington. Solo si ambos instrumentos dan la misma lectura de una perturbación se considera una señal genuina desde el espacio. Lo que sucedió fue que los instrumentos se apagaron para repararlos y ajustarlos (para desconectar la radio estática), y el jefe quería esperar más. Los ingenieros intervinieron: “¡No! Hemos esperado lo suficiente. Vamos a encender la máquina”. Lo hicieron, y dentro de una hora llegó una poderosa onda gravitacional de dos agujeros negros que se unían al otro lado del universo y se registró en ambos interferómetros.
Ahora hay capturas: las vibraciones de las que estamos hablando son pequeñas, solo 1/1000 del diámetro de un protón. Por esa razón, el instrumento debe estar finamente equilibrado y deben instalarse todo tipo de sistemas para contrarrestar el “ruido” espurio y las vibraciones terrestres extrañas. Por ejemplo, un camión se estrelló contra el túnel y el sensor de onda no se inundó.
El Observatorio de ondas de gravedad del interferómetro láser es el instrumento más sensible jamás construido y representa un avance muy sustancial en todo tipo de tecnología, ingeniería y física. En un futuro cercano, se instalarán interferómetros basados en láser de base muy larga en el espacio, donde hay menos interferencia y una línea de base mucho más larga para detectar perturbaciones gravitacionales más finas.
El instrumento es equivalente a “oídos” en el cosmos por primera vez, en lugar de los “ojos” en el cielo que hemos tenido hasta ahora en la persona de los telescopios.
¿Cómo se mide una onda de gravedad?
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Pregunta original: ¿Cómo se mide una onda de gravedad?
Nota: La onda de gravedad no es lo mismo que la onda gravitacional, por si acaso lo dices en serio.
De todos modos, suponiendo que realmente escribiste la pregunta correctamente, en el caso de olas más grandes en el océano, uno las mide usando estas cosas llamadas boyas de olas, que flotan en el agua. Dependiendo del tamaño de las olas que se miden, a veces se usan boyas de olas más pequeñas, incluso pelotas de ping-pong en ciertos casos.
Otro método comúnmente utilizado para medir ondas es la reflexión de un láser en la superficie del agua. En el caso de las ondas superficiales (ondas causadas por la tensión superficial), esto a veces puede conducir a un patrón de difracción agradable en el punto de reflexión (problema experimental IPhO 2015). La altura del láser nos dice el ángulo de la onda en un punto particular.
