martes, 14 de junio de 2016

Más allá de LIGO: Una "Madre" y dos "Hijas" en órbita para detectar ondas gravitacionales

Crédito: ColaboraciónESA / LISA Pathfinder

Según Einstein, la aceleración de las masas genera radiación gravitacional, ondas que se propagan a través del tejido del espacio-tiempo. El informe de la detección de la radiación gravitacional por LIGO, el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales, abrió para la astronomía una ventana completamente nueva en el Universo, que nos permite observar fenómenos (como la fusión de agujeros negros masivos) que pueden no ser visibles por cualquier otro medio.

Esta detección exitosa por LIGO también mostró que los severos retos técnicos requeridos para detectar la radiación gravitacional (que requiere la medición de cambios en la longitud inferiores a una diez milésima del diámetro de un protón) pueden ser alcanzados. Pero hay límites para los tipos de radiación gravitacional que los observatorios terrestres como LIGO pueden medir, debido a las limitaciones en la longitud de los brazos del detector, y al ruido de fondo terrestre. Para ir más allá de estas limitaciones se requiere un observatorio de ondas gravitacionales en el espacio.

Un observatorio de ondas gravitacionales basado en el espacio llamado "Antena Espacial de Interferómetro Laser Evolucioando", o ELISA, se encuentra actualmente en fase de desarrollo. ELISA se compone de una nave espacial "Madre" y otras dos "Hijas" en órbita alrededor del Sol en un triángulo equilátero casi perfecto de un millón de kilómetros de lado. ELISA detectará la radiación gravitacional mediante la medición de pequeños cambios en la separación entre masas de prueba alojadas en las tres naves espaciales. Estas masas de prueba deben mantenerse aisladas de todas las fuerzas electromagnéticas, y deberán además mantenerse casi a la perfección sin peso.

Para demostrar que esta proeza técnica increíblemente difícil es posible, LISA Pathfinder fue lanzada el 3 de diciembre de 2015. LISA Pathfinder es una nave espacial que contiene dos masas de prueba mantenidas en una caída libre gravitacional casi perfectamente controlada. Después de una salida de seis meses, se han obtenido los primeros resultados espectaculares desde LISA Pathfinder. El gráfico anterior muestra la aceleración relativa residual sobre las masas de prueba. Increíblemente diminutas perturbaciones (como las moléculas de gas residual en el vacío casi perfecto de la cámara de prueba de testeo rebotando en las masas de prueba) fueron medidas y corregids.

La curva azul muestra las aceleraciones residuales con que permanecen las masas de prueba después de que se han aplicado todas las correcciones conocidas. Las curvas negras muestran los requisitos para ELISA en comparación con el rendimiento de LISA Pathfinder. A frecuencias más altas de 0,01 Hz, las aceleraciones de masas de prueba residuales medidos por LISA Pathfinder fueron cinco veces más pequeñas que los requisitos de ELISA. Esto señala el camino a un eventual despliegue de ELISA, abriendo aún más el espectro de la radiación gravitacional que se puede medir, y los tipos de fenómenos misteriosos, de lo contrario no detectables que se pueden observar.

Artículo traducido de Free Fallin' (Heasarg, Picture of the Week)

11 comentarios :

  1. Como pueden propagarse la supuestas ondas gravitacionales por el tejido espacio-temporal cuando en ese tejido el movimiento es imposible?

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    1. En realidad ya no se puede hablar de "supuestas" ondas gravitacionales, porque justamente la predicción teórica de Einstein de hace cien años ha sido comprobada por LIGO (ahora ya con una segunda observación, o detección). No pasa lo mismo con el tema de las supuestas (ahora sin comillas) cuerdas, digo, por echar más leña al fuego de las polémicas sobre la validez de la teoría de cuerdas (y si, estoy en la oposición, como el Dr. Gustavo Romero, acá lo dice explícitamente http://factorelblog.com/2015/10/13/contra-las-cuerdas/). Con respecto a la pregunta, la onda gravitacional es una perturbación que se propaga a la velocidad de la luz a través del espacio-tiempo mismo. Pero más que de movimiento de "algo" en el tejido o de movimiento de ese tejido, se trata de deformación del mismo, o de su curvatura, ante el paso de la perturbación. Por decirlo escandalosamente simplificado y tomado con pinzas, la onda gravitacional es al tejido del espacio tiempo lo que el sunami al mar en el que se propaga. El sunami viaja a velocidades supersónicas a través del agua, pero esta no se desplaza longitudinalmente.

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    2. Gracias por tu respuesta, pero no se refiere a lo que yo pregunté.
      En el Espacio-Tiempo ideado por Einstein, la dilatación temporal hace que el movimiento sea imposible. Y esto es así porque, si el tiempo se dilatara realmente, nada podría superar su instante inicial, 0 Cero, para poder moverse en el Tiempo (asumiendo arbitrariamente que el Tiempo es una entidad física, cosa que no es).
      Hay otros problemas mas que plantea la dilatación temporal. pero comencemos con esto, primero.

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    3. Entonces no puedo responder satisfactoriamente, al menos no ahora. De todos modos hay algo que no encaja, porque las ondas están ahí. Tengo que ver mejor el tema.

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    4. +Alejandro Tropea
      *Entonces no puedo responder satisfactoriamente, al menos no ahora. De todos modos hay algo que no encaja, porque las ondas están ahí. Tengo que ver mejor el tema.*

      A mi también me sorprendió lo simple que es esa cuestión de la dilatación temporal para invalidar la Teoria de la Relatividad, pero es un callejón sin salida: Si el Tiempo se dilata entonces el movimiento es imposible, porque no se puede superar el instante presente en que se encuentra un cuerpo o un proceso antes de comenzar a fluctuar en el eje temporal. Y si de todas maneras se pudiese dilatar entonces se dilataría infinitamente en tiempo Cero, lo que impediría nuevamente el movimiento.
      No hay manera......
      Lo que mas probablemente no encaja son la ondas gravitatorias en todo este asunto, si ya la base de la teoría es errónea.

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    5. Hola Alejandro!
      Todavia no encontraste la explicación al problema de la imposibilidad del movimiento en el Espacio-Tiempo?

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    6. Hola, todavía no estuve dedicado al problema, si accedo a información que resuelva las dudas sobre el tema te lo aviso acá.

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  2. Necesita tanto tiempo evaluar un comentario tan simple y preciso?

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    Respuestas
    1. Es que no siempre el tiempo que lleva responder lo simple y conciso depende de lo simple y conciso sino de lo ocupado que uno pueda estar, entre el placer y la supervivencia, entre lo azaroso y lo peligroso del mundo (y el país) en que vivimos. En resumen, uno hace lo que puede, con buenas intenciones.
      Posdata: si tenés interés y tantas inquietudes sobre estos temas tan fascinantes, y hasta pasión, te recomiendo que vengas a las charlas del CAIFA, mi club de astronomía (http://www.caifa.com.ar/), si es que estás físicamente cerca. El nivel de las charlas (por ejemplo por gente propia o invitada del IAFE, IAR, UNLP, CONICET) llega a ser tan alto como uno lo puede desear-

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    2. Gracias por la invitación. Asistiría con mucho gusto. Pero, fisicamente, estoy muy lejos.
      Lastima.

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