¿Qué hacen dos cubos en caída libre en el espacio?

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Recreación de la misión LISA Pathfinder – ESA–C.Carreau

En el espacio, dentro de una nave llamada LISA Pathfinder de la Agencia Espacial Europea (ESA), hay dos cubos en caída libre, bajo la influencia exclusiva de la gravedad y sin someterse a otras fuerzas externas. En un artículo publicado en la revista Physical Review Letters, los responsables de la misión demuestran que, después de dos meses, las masas de prueba están prácticamente inmóviles una respecto de la otra, con una aceleración inferior a una diez millonésima de mil millonésima de la gravedad terrestre. La precisión es más de cinco veces mayor de lo que los científicos se proponían en un principio y lo consideran todo un éxito.

Pero, ¿para qué sive semejante experimento? Pues bien, esta demostración abre la puerta al desarrollo de un gran observatorio espacial, capaz de detectar ondas gravitacionales procedentes de una gran variedad de objetos exóticos en el Universo. Ésa ha sido la conclusión extraída de la presentación de resultados de la misión celebrada en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC). En palabras de Favio Favata, jefe de la Oficina de Coordinación del Directorado de Ciencia de la ESA, Europa entra en un campo nuevo, innovador y muy avanzado.

El trabajo de LIGO

Predichas por Albert Einstein hace un siglo, las ondas gravitacionales son ondulaciones en el tejido espacio-temporal que se mueven a la velocidad de la luz y que están causadas por la aceleración de objetos masivos. Pueden ser generadas, por ejemplo, por supernovas, fuentes binarias de estrellas de neutrones girando unas alrededor de las otras, y parejas de agujeros negros emergentes.

Pero en el momento de llegar a la Tierra estas fluctuaciones espacio-temporales prácticamente han desaparecido, reduciéndose a menos de una cienmillonésima de billonésima parte. Por eso, es necesario disponer de tecnologías muy avanzadas para registrar estos minúsculos cambios. Esa es la razón por la que las ondas gravitacionales no fueron detectadas de forma directa por primera vez hasta septiembre de 2015, cuando fueron captadas por el Observatorio de interferometría láser de ondas gravitatorias (LIGO).

Durante ese experimento se vio la señal de dos agujeros negros, cada uno con una masa unas 30 veces mayor a la del Sol, girando mientras se acercaban durante los 0,3 segundos finales antes de unirse para formar un único objeto más masivo.

Las señales detectadas por LIGO tienen una frecuencia de unos 100 Hz, pero las ondas gravitatocionales se extienden por un espectro mucho mayor. En particular, las oscilaciones de frecuencia más baja están asociadas a eventos aún más exóticos, como la fusión de agujeros negros supermasivos.

Con masas hasta miles de millones de veces mayores a la del Sol, estos agujeros negros gigantes se encuentran en el centro de galaxias masivas. Cuando dos galaxias colisionan, estos agujeros negros acaban por confluir, expulsando grandes cantidades de energía en forma de ondas gravitatorias a lo largo del proceso, alcanzando máximos en los últimos minutos.

Fuente

Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
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