Descubren que las ondas gravitacionales dejan una marca detectable como lo hacen las partículas

Componentes de control de Ligo © Ligo

Las ondas gravitacionales, que han sido detectadas por primera vez en 2016, ofrecen una nueva ventana al universo, con el potencial de hablarnos sobre todo lo que sucedió poco tiempo después de la Gran Explosión, como los acontecimientos más recientes en torno a los eventos en los centros de las galaxias.

Y mientras el detector LIGO, un Interferómetro Láser para la observación de ondas gravitaciones que ha costado millones de dólares, observa el cielo 24 horas, los 7 días de la semana con la finalidad de captar las ondas que llegan y traspasan la Tierra, una nueva investigación apunta que estas ondas dejan detrás de sí, a su paso, una serie de “memorias” que podrían ayudar a detectarlas, inclusive, aunque ya hayan pasado.

“Que las ondas gravitacionales puedan dejar cambios permanentes en un detector después de que hayan pasado, es una de las predicciones bastante inusuales de la Relatividad General”, afirmó el doctor Alexander Grant.

Los físicos han sabido desde hace mucho tiempo que las ondas gravitacionales dejan una memoria en las partículas a lo largo de su camino, y se han identificado ya cinco de estas memorias. Los investigadores han encontrado ahora tres efectos más del paso de las ondas de gravedad. “ondas gravitaciones persistentes observables” que podrían algún día ayudar a identificar ondas que pasan a través del universo.

Cada nuevo observable, provee diferentes maneras de confirmar la teoría general de la relatividad y ofrece nueva luz dentro de las propiedades intrínsecas de las ondas gravitacionales.

Estas propiedades, afirmaron los investigadores, podrían ayudar a extraer información de la Radiación de Fondo Cósmico de Microondas, que es la radiación que quedó tras el Big Bang.

“Lo que es sorprendente para mí sobre esta investigación es cómo ideas diferentes se relacionaban entre sí de forma inesperada”, afirma Grant. “Consideramos una gran variedad de diferentes observables y descubrimos que, a menudo, para conocer uno, era necesario comprender el otro”.

Los investigadores identificaron tres observables que mostraron los efectos de las ondas de gravedad en una región plana en el espacio tiempo que experimenta un estallido de ondas de gravedad, donde después de este estallido la región regresa a su estado plano. El primer observable, que fue la “desviación de curva”, es cuánto cuesta a dos observadores en aceleración separados uno de otro, comparado con cómo los observadores con las mismas aceleraciones se separarían entre sí en un espacio plano sin ser molestados por una onda de gravedad.

El segundo observable, la holonomía, es obtenida mediante la transportación de información sobre el momento lineal y angular de una partícula a lo largo de dos curvas diferentes a través de las ondas gravitacionales y al comparar los dos resultados diferentes.

El tercer observable analiza cómo las ondas gravitacionales afectan el desplazamiento relativo de dos partículas cuando una de ellas tiene un giro o “spin” intrínseco.

Cada uno de estos observables es definido por los científicos de una manera que podría ser medido por un detector. Los procesos de detección de la desviación de la curva y las partículas giratorias o que tienen spín son relativamente sencillas de realizar.

Detectar la “holonomía” sería más difícil ya que requeriría de dos observadores para medir la curvatura local del espacio-tiempo (potencialmente llevando consigo pequeños detectores de ondas gravitacionales). Dado el tamaño necesario para que LIGO detecte incluso una onda gravitacional, la habilidad para detectar “holonomía” de lo que puede alcanzar la ciencia hoy en día.

Referencia: www.phys.org

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