{"id":228760,"date":"2016-12-20T16:23:00","date_gmt":"2016-12-20T18:23:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/?p=228760"},"modified":"2016-12-20T16:36:14","modified_gmt":"2016-12-20T18:36:14","slug":"otra-ventana-al-universo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/otra-ventana-al-universo\/","title":{"rendered":"Otra ventana al Universo"},"content":{"rendered":"
\"Agujeros

S. Ossokine, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), W. Benger (Airborne Hydro Mapping GmbH)<\/span><\/a> Agujeros negros se aprestan a chocarse y emiten ondas gravitacionales, visibles en colores falsos en esta simulaci\u00f3n en computadoraS. Ossokine, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), W. Benger (Airborne Hydro Mapping GmbH)<\/span><\/p><\/div>\n

El d\u00eda 14 septiembre de 2015, los instrumentos del Observatorio Interferom\u00e9trico de Ondas Gravitacionales (Ligo), en Estados Unidos, registraron por primera vez el paso de ondas gravitacionales por la Tierra. Esta observaci\u00f3n comprob\u00f3 la existencia de esas deformaciones del propio espacio, que Albert Einstein hab\u00eda previsto hace 100 a\u00f1os vali\u00e9ndose de su Teor\u00eda de la Relatividad General, en 1915. Los cient\u00edficos esperan a partir de ahora aprovechar esas ondas para estudiar fen\u00f3menos astrof\u00edsicos altamente energ\u00e9ticos que emiten escasa o ninguna luz, lo que torna su observaci\u00f3n casi imposible, aun cuando se emplean los m\u00e1s potentes telescopios disponibles.<\/p>\n

\u201cLo que viene ahora realmente entusiasma\u201d, dijo el f\u00edsico David Reitze, director ejecutivo del Ligo, en el anuncio ante la prensa de este descubrimiento hist\u00f3rico. \u201cComo cuando Galileo observ\u00f3 el cielo con un telescopio por primera vez, en 1509, hemos abierto ahora una nueva ventana al Universo.\u201d<\/p>\n

Al cabo de meses de an\u00e1lisis y verificaciones, el equipo internacional de investigadores del Ligo arrib\u00f3 a la conclusi\u00f3n de que el origen de las ondas habr\u00eda sido un violento evento c\u00f3smico nunca antes registrado desde un observatorio astron\u00f3mico: la colisi\u00f3n y la fusi\u00f3n de dos agujeros negros acaecidas a 1.300 millones de a\u00f1os luz de la Tierra. De acuerdo con esos c\u00e1lculos, publicados el 11 de febrero en Physical Review Letters<\/em>, la fusi\u00f3n de los agujeros negros habr\u00eda liberado una cantidad de energ\u00eda equivalente a la de la aniquilaci\u00f3n completa de tres estrellas con la masa del Sol en menos de 0,2 segundo. Lo m\u00e1s sorprendente es que, por lo que parece, nada de esa energ\u00eda fue liberada en forma de luz o de part\u00edculas de materia. El choque de los agujeros negros gener\u00f3 una explosi\u00f3n invisible y su energ\u00eda se propag\u00f3 por el Universo en forma de ondas gravitacionales.<\/p>\n

Al mismo tiempo, el registro realizado en el Ligo constituye la primera evidencia directa de la existencia de ondas gravitacionales y de agujeros negros. Antes, s\u00f3lo hab\u00eda se\u00f1ales indirectas. \u201cEs una confirmaci\u00f3n espectacular de nuestros c\u00e1lculos de la Teor\u00eda de la Relatividad General realizados desde la Tierra\u201d, afirm\u00f3 el f\u00edsico italiano Riccardo Sturani, del Instituto Sudamericano de Investigaci\u00f3n Fundamental del Centro Internacional de F\u00edsica Te\u00f3rica (ICTP-SAIFR), que funciona en S\u00e3o Paulo en colaboraci\u00f3n con el Instituto de F\u00edsica Te\u00f3rica de la Unesp.<\/p>\n

Sturani forma parte del equipo de m\u00e1s de mil investigadores de 15 pa\u00edses que colaboraron en el desarrollo tecnol\u00f3gico del Ligo y en el an\u00e1lisis de sus datos. Es experto en el c\u00e1lculo de las formas de las ondas gravitacionales que son resultado de colisiones violentas entre cuerpos celestes densos y compactos, con masas similares a las de estrellas gigantes concentradas en vol\u00famenes de unos pocos kil\u00f3metros de di\u00e1metro. Los astrof\u00edsicos s\u00f3lo conocen dos tipos de objetos de as\u00ed: los agujeros negros y las estrellas de neutrones.<\/p>\n

Creadas a partir de la implosi\u00f3n del n\u00facleo de una estrella gigante, las estrellas de neutrones concentran la masa de 1 a 3 soles en una esfera de 20 kil\u00f3metros de di\u00e1metro. Los astr\u00f3nomos observan rutinariamente la luz, las ondas de radio y los rayos X emitidos por estrellas de neutrones, pero a\u00fan no saben mucho sobre su interior. \u201cEn el centro de una estrella de neutrones existen presiones y densidades alt\u00edsimas, m\u00e1s elevadas que aqu\u00e9llas situadas en el interior del n\u00facleo de un \u00e1tomo\u201d, explica Cecilia Chirenti, f\u00edsica te\u00f3rica de la Universidad Federal del ABC. Chirenti investiga de qu\u00e9 manera la forma de las ondas gravitacionales emitidas por estrellas de neutrones puede variar de acuerdo con la composici\u00f3n interna de dichos astros. \u201cNo sabemos de qu\u00e9 forma se comporta la materia en esas condiciones. Existen muchos modelos y las ondas gravitacionales pueden ayudar a verificar cual representa mejor la realidad.\u201d<\/p>\n

Desde 1974, los astr\u00f3nomos han venido observando indirectamente ondas gravitacionales provenientes de estrellas de neutrones. Pero esas ondas tienen amplitud y frecuencia demasiado bajas como para que se las pueda detectar desde el Ligo.<\/p>\n

Al igual que las estrellas de neutrones, los agujeros negros tambi\u00e9n pueden crearse debido a la implosi\u00f3n del n\u00facleo de estrellas gigantes, de masa a\u00fan m\u00e1s elevada. En ese caso, la implosi\u00f3n provoca el colapso total de la materia, que se transforma en energ\u00eda gravitacional pura. En lugar del antiguo n\u00facleo estelar, surge una superficie esf\u00e9rica en el espacio vac\u00edo llamada horizonte de eventos. Nada, ni siquiera la luz, escapa a la fuerza gravitacional de esa superficie, de all\u00ed el origen del nombre de agujero negro.<\/p>\n

\"052-055_Ondas<\/a>As\u00ed como los agujeros negros, las ondas gravitacionales son algunas de las previsiones m\u00e1s famosas de la Teor\u00eda Relatividad General de Einstein. El cient\u00edfico la formul\u00f3 en 1915 para explicar la gravitaci\u00f3n con base en su Teor\u00eda de la Relatividad Especial, de 1905. De acuerdo con la Relatividad General, la gravedad no es una fuerza de atracci\u00f3n que act\u00faa instant\u00e1neamente entre dos cuerpos, tal como lo hab\u00eda postulado dos siglos antes el f\u00edsico y matem\u00e1tico ingl\u00e9s Isaac Newton. La Teor\u00eda de la Relatividad Especial desestima la existencia de fuerzas instant\u00e1neas, porque, seg\u00fan esta teor\u00eda, nada puede viajar m\u00e1s r\u00e1pido que la velocidad de la luz. Para corregir ese detalle de la teor\u00eda de Newton, Einstein tuvo que reinterpretar la idea de gravitaci\u00f3n, que dej\u00f3 de verse entonces como una fuerza para pasar a ser entendida como una deformaci\u00f3n de la geometr\u00eda del espacio provocada por la masa de los cuerpos.<\/p>\n

Es m\u00e1s f\u00e1cil entender lo que sucede cuando se imagina una bala de ca\u00f1\u00f3n en el centro de una cama el\u00e1stica. La bala estira la trama y se hunde. Si alguien arroja una bola de billar en forma tangencial a la bala de ca\u00f1\u00f3n, ver\u00e1 que la bola menor no recorre una l\u00ednea reta. A partir de cierto punto, pasar\u00e1 describir c\u00edrculos alrededor de la bala, algo similar a lo que hace la Tierra en su \u00f3rbita alrededor del Sol.<\/p>\n

La fuente de las deformaciones en el espacio es la presencia de una gran masa como la del Sol o la de la Tierra. Einstein se dio cuenta de que, en determinadas circunstancias, un cuerpo en movimiento acelerado tambi\u00e9n podr\u00eda causar deformaciones pasajeras en el espacio, que se propagar\u00edan en la forma de ondas viajando a la velocidad de la luz. En la pr\u00e1ctica, esas ondulaciones ser\u00edan percibidas como una fuerza pasajera que deforma los objetos que encuentra en su camino (vea la infograf\u00eda<\/a><\/em>). Einstein not\u00f3 tambi\u00e9n que, en general, la deformaci\u00f3n (o la amplitud) de esas ondas ser\u00eda demasiado peque\u00f1a como para detect\u00e1rselas.<\/p>\n

A partir de la d\u00e9cada de 1960, se not\u00f3 que quiz\u00e1 fuese posible medir las ondas. Y enseguida qued\u00f3 claro que la mayor\u00eda de las fuentes de ondas gravitacionales estar\u00edan a centenas de millones de a\u00f1os luz de distancia. Cuando llegasen a la Tierra, estar\u00edan tan diluidas que provocar\u00edan desplazamientos \u00ednfimos.<\/p>\n

De todos modos, grupos de cient\u00edficos de diversos pa\u00edses se aventuraron a construir detectores de ondas gravitacionales. Por ahora, el Ligo es el mayor y el m\u00e1s sensible de \u00e9stos. Este proyecto fue concebido en 1982 y su construcci\u00f3n termin\u00f3 casi 20 a\u00f1os despu\u00e9s. En 2010, una reforma aument\u00f3 tres veces su sensibilidad. Al reconect\u00e1rselo en septiembre de 2015, sus instrumentos detectaron ondas gravitacionales desde los primeros d\u00edas de operaci\u00f3n.<\/p>\n

\"Los

LIGO Laboratory <\/span><\/a> Los brazos en forma de \u201cL\u201d de uno de los observatorios gemelos del Ligo, en Hanford, Washington, Estados UnidosLIGO Laboratory <\/span><\/p><\/div>\n

El Ligo cuenta con dos detectores gemelos, uno situado en la ciudad de Hanford, en el estado de Washington, y el otro ubicado a tres mil kil\u00f3metros de all\u00ed, en Livingston, en Luisiana. Las instalaciones de los detectores tienen forma de \u201cL\u201d, y cada brazo mide cuatro kil\u00f3metros. Un sistema de l\u00e1seres y espejos monitorea alteraciones \u00ednfimas en la longitud de cada brazo. Los detectores captan una cantidad inmensa de ruido, como el que provocan el tr\u00e1nsito de aviones y autom\u00f3viles o las ondas s\u00edsmicas. En medio de todas esas interferencias, computadoras barren las variaciones de tama\u00f1o que s\u00f3lo las ondas gravitacionales ser\u00edan capaces de provocar simult\u00e1neamente en los detectores gemelos.<\/p>\n

\u201cLa b\u00fasqueda se lleva a cabo comparando los datos de los detectores con se\u00f1ales simuladas por computadora\u201d, explica el f\u00edsico C\u00e9sar Augusto Costa, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe). Costa pertenece al grupo brasile\u00f1o liderado por el f\u00edsico Odylio Aguiar, del Inpe, que integra la colaboraci\u00f3n internacional del Ligo. El equipo de Aguiar colabora con la investigaci\u00f3n con el objetivo de eliminar los ruidos y perfeccionar los detectores del Ligo, cuya sensibilidad aumentar\u00e1 10 veces con relaci\u00f3n a la inicial en los pr\u00f3ximos a\u00f1os.<\/p>\n

Una extra\u00f1a pareja<\/strong>
\nEl Ligo funcion\u00f3 desde septiembre de 2015 hasta enero de 2016, pero s\u00f3lo los datos recabados durante las dos primeras semanas se han analizado. De acuerdo con Sturani, la evaluaci\u00f3n completa de lo que se observ\u00f3 durante los cuatro meses de mediciones debe salir publicada pronto. Otro observatorio de ondas gravitacionales, el Virgo, situado en Italia, empezar\u00e1 a funcionar a finales de este a\u00f1o. La primera se\u00f1al registrada por el Ligo es lo suficientemente inusual como para ocupar durante meses a los astrof\u00edsicos. Esas ondas se generaron debido a la colisi\u00f3n de dos agujeros con masas 36 y 29 veces mayor que la masa solar. \u201cTienen masa demasiado elevada para agujeros negros formados debido a un colapso estelar\u201d, dice el astrof\u00edsico Rodrigo Nemmen, de la Universidad de S\u00e3o Paulo. \u201cCreemos que eventos de colisi\u00f3n entre dos agujeros negros de esa masa ser\u00edan raros.\u201d<\/p>\n

Cuando el Ligo detect\u00f3 las primeras ondas gravitacionales, los cient\u00edficos calcularon que la fuente de las mismas estar\u00eda en una franja del hemisferio sur celeste y, secretamente, advirtieron a los observatorios del mundo que deb\u00edan buscar algo extra\u00f1o en el cielo. La c\u00e1mara del proyecto Dark Energy Survey (DES), montada en un telescopio de Cerro Tololo, en Chile, barri\u00f3 el cielo durante tres semanas sin hallar ninguna se\u00f1al de luz emitida.<\/p>\n

En aquel momento no estaba clara cu\u00e1l era la fuente de las ondas detectadas, recuerda la f\u00edsica brasile\u00f1a Marcelle Soares-Santos, del Fermilab, en Estados Unidos, quien coordin\u00f3 el an\u00e1lisis de las observaciones del DES. \u201cPuede haber emisi\u00f3n de luz visible en la colisi\u00f3n de un d\u00fao formado por un agujero negro y una estrella de neutrones o dos estrellas de neutrones\u201d, explica. \u201cLos pares de agujeros negros son m\u00e1s raros que los sistemas con estrellas de neutrones, por eso en el futuro esperamos registrar muchos eventos que el DES y otros proyectos podr\u00e1n observar\u201d. Sin embargo, otro observatorio, el telescopio espacial Fermi, de la Nasa, registr\u00f3 un brillo d\u00e9bil de rayos gamma 0,4 segundo despu\u00e9s de que el Ligo detectara la primera onda gravitacional. \u201cEs posible que esa emisi\u00f3n haya sido producida en la fusi\u00f3n de los agujeros negros, lo cual ser\u00eda sumamente inesperado\u201d, dice Nemmen. \u201cPero, probablemente, fue s\u00f3lo una coincidencia temporal y la radiaci\u00f3n gamma lleg\u00f3 proveniente de otro lugar.\u201d<\/p>\n

Proyectos<\/strong>
\n1.<\/strong> Investigaci\u00f3n en ondas gravitacionales (n\u00ba 2013\/04538-5<\/a>); Modalidad<\/strong> Programa J\u00f3venes Investigadores; Investigador responsable<\/strong> Riccardo Sturani (IFT-Unesp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 256.541,00.
\n2.<\/strong> Gravitational wave astronomy \u2013 FAPESP-MIT (n\u00ba 2014\/50727-7<\/a>); Modalidad<\/strong> Ayuda a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigador responsable<\/strong> Riccardo Sturani (IFT-Unesp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 29.715,00.
\n3.<\/strong> Una nueva f\u00edsica en el espacio: ondas gravitacionales (n\u00ba 2006\/56041-3<\/a>); Modalidad<\/strong> Proyecto Tem\u00e1tico; Investigador responsable<\/strong> Odylio Denys de Aguiar (Inpe); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 1.019.874,01.
\n4.<\/strong> Astrof\u00edsica relativista y ondas gravitacionales (n\u00ba 2015\/20433-4<\/a>); Modalidad<\/strong> Ayuda a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigador responsable<\/strong> Cecilia Chirenti (UFABC); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 56.109,48.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nABOTT, B. P. et al.<\/em> Observation of gravitational waves from a binary black hole merger<\/a>. Physical Review Letters<\/strong>. 11 feb. 2016.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Las ondas gravitacionales generan estudios sobre fen\u00f3menos energ\u00e9ticos","protected":false},"author":14,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[274,304],"coauthors":[103],"class_list":["post-228760","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-astronomia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/228760","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/14"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=228760"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/228760\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=228760"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=228760"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=228760"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=228760"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}