En la última parte del siglo XVII, el primer físico del mundo, Sir Issac Newton, amplió su el trabajo de Galileo, postuló que las ondas gravitacionales viajaban más rápido que cualquier otra cosa en el universo. Pero en 1915, Einstein cuestionó este concepto de la física newtoniana cuando publicó la Teoría General de la Relatividad y sugirió que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, incluso ondas gravitacionales.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
La importancia de las ondas gravitacionales:
- Abre una nueva ventana al cosmos
- Prueba la teoría de la relatividad general de Einstein.
- Refuta la teoría de Newton de que los eventos gravitacionales ocurren en todas partes a la vez.
- Condujo al descubrimiento del espectro de ondas gravitacionales
- Podría dar lugar a posibles nuevos dispositivos y tecnologías.
Un evento épico
El 14 de septiembre de 2015, cuando las primeras ondas gravitacionales medibles alcanzaron la Tierra exactamente al mismo tiempo que lo hicieron las ondas de luz. de la colisión de dos agujeros negros cerca del borde del universo hace 1.300 millones de años, la teoría de la relatividad general de Einstein demostró correcto. Medido por el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser en los EE. UU., El detector Virgo en Europa y alrededor de 70 telescopios y observatorios espaciales y terrestres, estos Las ondas abrieron una ventana al espectro de ondas gravitacionales, una nueva banda de frecuencia, a través de la cual científicos y astrofísicos ahora miran ansiosos a través de la estructura de tiempo espacial.
Cómo miden los científicos las ondas gravitacionales
En los EE. UU., Los observatorios LIGO se encuentran en el suelo en Livingston, Louisiana y Hanford, Washington. Los edificios se asemejan a una L desde arriba con dos alas que se extienden 2 1/2 millas en direcciones perpendiculares, ancladas en el quid de 90 grados por los edificios del observatorio que albergan un láser, el divisor de haz, el detector de luz y el control habitación.
Con los espejos colocados al final de cada ala, un rayo láser, dividido en dos, recorre cada brazo para golpear el espejos al final y rebota casi instantáneamente cuando no detecta una onda gravitacional. Pero cuando una onda gravitacional pasa a través del observatorio sin ningún efecto sobre la estructura física, distorsiona el campo gravitacional y estira el tejido del espacio-tiempo a lo largo de una brazo del observatorio y lo aprieta sobre el otro, haciendo que uno de los rayos divididos regrese al crux más lento que el otro, generando una pequeña señal que solo un detector de luz puede la medida.
Ambos observatorios funcionan al mismo tiempo, aunque las ondas gravitacionales golpean ligeramente diferentes veces, y proporcionar a los científicos dos puntos de datos en el espacio para triangular y rastrear hasta el evento localización.
Las ondas gravitacionales ondulan el continuo espacio-tiempo
Newton creía que cuando una gran masa se mueve en el espacio, todo el campo gravitacional también se mueve instantáneamente y afecta a todos los cuerpos gravitacionales en todo el universo. Pero la Teoría General de la Relatividad de Einstein sugirió que eso era falso. Afirmó que ninguna información de cualquier evento en el espacio podría viajar más rápido que la velocidad de la luz (energía e información), incluido el movimiento de grandes cuerpos en el espacio. En cambio, su teoría sugirió que los cambios en el campo gravitacional se moverían a la velocidad de la luz. Como arrojar una piedra a un estanque, cuando dos agujeros negros se fusionan, por ejemplo, su movimiento y combinación La masa desencadena un evento que se extiende a lo largo del continuo espacio-tiempo, alargando el tejido de tiempo espacial.
Ondas de gravedad y efectos en la Tierra
En el momento de la publicación, un total de cuatro eventos en los que dos agujeros negros se fusionan como uno en diferentes ubicaciones en el El universo brindó a los científicos múltiples oportunidades para medir la luz y las ondas gravitacionales en los observatorios alrededor del mundo. Cuando al menos tres observatorios miden las ondas, ocurren dos eventos significativos: primero, los científicos pueden ubicar con mayor precisión la fuente del evento en los cielos y, en segundo lugar, los científicos pueden observar los patrones de distorsión espacial causados por las ondas y compararlos con los patrones gravitacionales conocidos. teorías. Si bien estas ondas distorsionan la estructura del espacio-tiempo y los campos gravitacionales, atraviesan la materia y las estructuras físicas con poco o ningún efecto observable.
Lo que nos depara el futuro
Este evento épico ocurrió poco antes del centenario de la presentación de Einstein de su teoría de la relatividad general a la Real Academia de Ciencias de Prusia el 25 de noviembre de 1915. Cuando los investigadores midieron las ondas gravitacionales y de luz en 2015, se abrió un nuevo campo de estudio que continúa energizando a los astrofísicos, físicos cuánticos, astrónomos y otros científicos con su desconocido potenciales.
En el pasado, cada vez que los científicos descubrieron una nueva banda de frecuencia en el espectro electromagnético, por ejemplo, ellos y otros descubrieron y crearon nuevas tecnologías que incluyen tales dispositivos como máquinas de rayos X, aparatos de radio y televisión que transmiten desde el espectro de ondas de radio junto con walkie-talkies, radios de aficionados, eventualmente teléfonos celulares y una gran cantidad de otros dispositivos. Lo que el espectro de ondas gravitacionales aporta a la ciencia aún está pendiente de ser descubierto.