Las ondas gravitacionales, detectadas por primera vez en 2016, ofrecen una nueva ventana al universo, con el potencial de contarnos todo, desde el momento posterior al Big Bang hasta los eventos más recientes en los centros de galaxias.
Y aunque el detector del Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser de mil millones de dólares LIGO observa las 24 horas del día, los 7 días de la semana, las ondas gravitacionales pasan a través de la Tierra, una nueva investigación muestra que esas ondas dejan muchos "recuerdos" que podrían ayudar a detectarlos incluso despuéshan pasado
"Que las ondas gravitacionales puedan dejar cambios permanentes en un detector después de que las ondas gravitacionales hayan pasado es una de las predicciones bastante inusuales de la relatividad general", dijo el candidato a doctorado Alexander Grant, autor principal de "Observable de ondas gravitacionales persistentes: marco general"publicado el 26 de abril en Revisión física D .
Los físicos saben desde hace mucho tiempo que las ondas gravitacionales dejan un recuerdo en las partículas a lo largo de su camino, y han identificado cinco de esos recuerdos. Los investigadores ahora han encontrado tres efectos posteriores más del paso de una onda gravitacional, "observables de ondas gravitacionales persistentes" que podrían algún díaayuda a identificar las ondas que pasan por el universo.
Cada nuevo observable, dijo Grant, proporciona diferentes formas de confirmar la teoría de la relatividad general y ofrece una visión de las propiedades intrínsecas de las ondas gravitacionales.
Esas propiedades, dijeron los investigadores, podrían ayudar a extraer información del Fondo de microondas cósmico: la radiación que queda del Big Bang.
"No anticipamos la riqueza y diversidad de lo que podría observarse", dijo Éanna Flanagan, profesora de Edward L. Nichols y presidenta de física y profesora de astronomía.
"Lo que fue sorprendente para mí acerca de esta investigación es cómo las diferentes ideas a veces estaban inesperadamente relacionadas", dijo Grant. "Consideramos una gran variedad de observables diferentes, y descubrimos que a menudo para saber acerca de uno, era necesario comprenderel otro."
Los investigadores identificaron tres observables que muestran los efectos de las ondas gravitacionales en una región plana en el espacio-tiempo que experimenta un estallido de ondas gravitacionales, después de lo cual vuelve a ser una región plana. La primera "desviación curva" observable es cómodos observadores acelerados se separan uno del otro, en comparación con la forma en que los observadores con las mismas aceleraciones se separarían en un espacio plano no perturbado por una onda gravitacional.
El segundo observable, "holonomía", se obtiene transportando información sobre el momento lineal y angular de una partícula a lo largo de dos curvas diferentes a través de las ondas gravitacionales, y comparando los dos resultados diferentes.
El tercero analiza cómo las ondas gravitacionales afectan el desplazamiento relativo de dos partículas cuando una de las partículas tiene un giro intrínseco.
Cada uno de estos observables es definido por los investigadores de una manera que podría ser medida por un detector. Los procedimientos de detección para la desviación de la curva y las partículas giratorias son "relativamente fáciles de realizar", escribieron los investigadores, requiriendo solo "un medio demedir la separación y para que los observadores hagan un seguimiento de sus respectivas aceleraciones ".
La detección de la holonomía observable sería más difícil, escribieron, "requiriendo que dos observadores midan 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 gravitacionalLos investigadores dicen que la capacidad de detectar holonomía observable está más allá del alcance de la ciencia actual.
"Pero ya hemos visto muchas cosas emocionantes con las ondas gravitacionales, y veremos muchas más. Incluso hay planes para poner un detector de ondas gravitacionales en el espacio que sea sensible a diferentes fuentes que LIGO", Flanagandijo.
También contribuyeron Abraham Harte, Dublin City University, Irlanda; y David Nichols, University of Amsterdam, Países Bajos.
Este trabajo fue apoyado por la National Science Foundation y la Organización Holandesa para la Investigación Científica.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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