Confirman la detección de ondas gravitatorias resultantes de la fusión de dos agujeros negros

Hace un par de meses, con motivo del lanzamiento del observatorio LISA Pathfinder,hablábamos de la detección de ondas gravitatorias. Finalmente, parece que el honor de detectarlas por primera vez recaerá en un observatorio terrestre, LIGO . Desde hace un par de días, las redes iban llenas sobre la confirmación de observaciones hechas por el LIGO el pasado mes de septiembre. Finalmente, hoy se ha hecho pública la comunicación que BP Abbott et al. (del LIGO Scientific Colaboraciones y del Virgo Collaboration) han hecho las llanuras del Physical Review Letters. La confirmación ha sido saludada como el nacimiento de una nueva disciplina astronómica (la gravistronomia), basada en la detección de estas ondas, ya anunciadas por Albert Einstein hace más de cien años. La señal detectado se corresponde a una fusión de dos agujeros negros.

ondas gravitacionales

Un observatorio de ondas gravitacionales basado en la interferometría láser

Los observatorios de ondas gravitacionales se basan en la interferometría láser.Concretamente, el LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) nació en 1992, como una colaboración entre Caltech (Kip Thorne y Ronald Dreves) y el MIT (Rainer Weiss) a la que se sumaron muchos otros centros. El LIGO Scientific Collaboration está integrado por 900 científicos, y trabaja en conexión con el proyecto Virgo, que tiene su observatorio en Pisa. Los principales interferómetros de LIGO son en Hanford (Washington) y Livingston (Luisiana).

Estos interferómetros son herederos del interferómetro de Albert Abraham Michelson (1852-1931), conocido especialmente por el experimento realizado en el 1887 para la detección del movimiento de la Tierra por el éter luminífero. Los resultados negativos de aquel experimento fueron la base de la teoría especial de la relatividad (1905) y de la teoría general de la relatividad (1915). La teoría newtoniana de la gravitación suponía que la interacción gravitatoria se propaga de manera inmediata (a velocidad infinita). Ya en el 1916, Einstein enunciaba las ondas gravitacionales. Ahora, cien años después, tenemos la primera detección directa.

Detección de la señal

El 14 de septiembre de 2015, a las 09: 50: 45UTC, los dos detectores del LIGO, el de Hanford y el de Livingston, captaron una señal de onda gravitatoria. La señal crecía en frecuencia desde 35 Hz a 250 Hz, y alcanzó una amplitud máxima de 1,0 · 10 -21 .

El perfil de la señal encajaba con lo que la teoría de la relatividad general predice para una fusión de un sistema binario de agujeros negros en un único cuerpo. Teniendo presente el ruido de fondo, la tasa de una falsa alarma en señales de estos magnitud sería de 1 cada 203.000 años, lo que hace que la probabilidad de un falso positivo sea bien reducida (sigma de 5,1) .

la fuente

De acuerdo con una estimación de desplazamiento al rojo de 0,09 (0,06 a 0,13), se puede calcular la distancia del objeto en 410 Mpc (230-590), es decir unos 1,27 · 10 25 m.

El sistema binario consistía en dos agujeros negros, de 36 y 29 masas solares. El agujero negro resultante de la fusión sería de 62 masas solares, con 3 masas solares radiadas en forma de onda gravitacional.

la gravistronomia

A la postre, esta no es únicamente la primera detección directa de ondas gravitacionales.También es la primera observación de la fusión de un sistema consistente en dos agujeros negros unistel·lars. De este modo, la detección de señales de onda gravitacional nos puede dar información de procesos astrofísicos contrario indetectables

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