Explicación simple sobre qué son las ondas gravitacionales

Las ondas gravitacionales, fundamentales para entender las leyes del Universo, fueron descritas por Einstein hace 100 años. (Imagen: principiamarsupia.com)

Las ondas gravitacionales, fundamentales para entender las leyes del Universo, fueron descritas por Einstein hace 100 años. (Imagen: principiamarsupia.com)

Para entender mejor lo que son las ondas gravitacionales, pondremos en práctica la frase atribuída a Einstein que reza: “Sólo comprendes algo cuando puedes explicárselo a tu abuela”, donde el diálogo quedaría de la siguiente manera:

¿Qué son las ondas gravitacionales?

Las ondas gravitacionales, fundamentales para entender las leyes del Universo, fueron descritas por Einstein hace 100 años. Pero nadie las había podido detectar... hasta ahora. Te contamos por qué son tan importantes -> http://bbc.in/20Y43eL

Posted by BBC Mundo on jueves, 11 de febrero de 2016

- Abuela, tú ya sabes lo que son las ondas. Las ondas no son más que olas. Por ejemplo, si lanzas una piedra a un estanque se formará una onda de agua. En la vida cotidiana estamos rodeados de todo tipo de ondas: el sonido es una onda de aire o la luz, que es una onda del campo electromagnético.

- Sí hijo, la onda del estanque se mueve en el agua, ¿pero donde se mueve una onda gravitacional?

- Una onda gravitacional se mueve en el espacio-tiempo abuela.

- ¿El espacio-tiempo? ¿Y eso qué es? ¿podías explicarlo mejor?

- El “espacio” es por donde nos podemos mover y tiene 3 dimensiones porque:

Nos podemos mover hacia adelante y hacia atrás, hacia la derecha y hacia la izquierda y hacia arriba y hacia abajo. El “tiempo” es eso que medimos con un reloj. 

Einstein nos enseñó que el espacio y el tiempo están tan relacionados que no tiene sentido hablar del uno sin mencionar al otro: por eso los físicos juntan las dos palabras y hablan siempre del “espacio-tiempo”.

El “espacio-tiempo” tiene 4 dimensiones: las 3 del espacio y la del tiempo.

- A ver. ¿Y me podrías enseñar un dibujo del “espacio-tiempo”?

Es imposible dibujar en 4 dimensiones, pero podemos imaginarnos el “espacio-tiempo” como una especie de cuadrícula invisible que se extiende por todo el Universo.

- Hijo ¿Y la cuadrícula esta, el espacio-tiempo, es siempre plano?

- ¡Qué buena pregunta abuela! Ahí está toda la gracia del asunto. No, el espacio-tiempo no es siempre plano. Einstein nos enseñó que la masa de los objetos deforma el espacio tiempo. Por ejemplo, el espacio-tiempo alrededor del Sol es algo así:

Einstein también nos enseñó que esa deformación del espacio-tiempo es precisamente la fuerza de la gravedad.

- La cuadrícula del espacio-tiempo se puede deformar y la deformación es la gravedad. ¿Qué tiene esto que ver con las olas del estanque?

- Resulta que hay fenómenos en el Universo que deforman el espacio-tiempo de tal manera que crean una onda. Por ejemplo estas dos estrellas que están colapsando:

Estas ondas que viajan por el espacio-tiempo son las ondas gravitacionales.

- Sí que se parecían a las olas en un estanque, pero hijo ¿podemos ver estas ondas?

- No, pero sí podemos detectarlas.

- ¿Y cómo se detectan?

- Imagínate que llegase hasta aquí una onda gravitacional. Hemos dicho antes que son deformaciones en el espacio-tiempo, así que deformaría el espacio a nuestro alrededor y con ello nos deformaría también a nosotros.

- Hijo; eso no puede ser. Yo eso nunca lo he visto.

- Bueno, eso es porque he exagerado un poco. Cuando llegan a la Tierra las ondas gravitacionales son tan pequeñas que no percibimos sus efectos. ¡Es tan complicado detectarlas que hemos tardado 100 años en hacerlo! Para detectar las ondas gravitaciones, los científicos han usado un instrumento que se llama LIGO.

LIGO es un edificio del que salen dos brazos que miden exactamente 4 kilómetros de longitud cada uno. Aquí una foto desde el aire:

Cuando llega una onda gravitacional, el espacio se deforma de manera que un brazo se hace más largo y otro brazo se hace más corto: El brazo-A medirá 3,999999999999999999999 kilómetros y el brazo-B medirá 4,000000000000000000001 kilómetros.

Realmente es un milagro tecnológico medir la longitud de los brazos con semejante precisión como para detectar la diferencia.

- ¿Y por qué detectar las ondas gravitacionales es tan importante hijo?

- Es importante porque nos dan un sentido nuevo para observar el Universo. Hasta ahora sólo veíamos el Universo a través “de la vista” de la luz, o sea, las ondas de radiación electromagnética.

Ahora es como si también nos hubiesen dado “el oído”, podemos observar el Universo a través de unas ondas distintas, las ondas gravitacionales.

 

En 1915, el científico Albert Einstein publicó una ecuación que describe el Universo a gran escala, la cual predice la existencia en el espacio de las “ondas gravitacionales”.

Cien años después, científicos confirman la teoría de Einstein. Las ondas gravitacionales son producidas por perturbaciones en la trama del espacio-tiempo por los efectos del desplazamiento de un objeto de enorme masa. Estas perturbaciones se desplazan a la velocidad de la luz en la forma de ondas y nada las detiene.

*Tomado de principiamarsupia.com

 

11 de febrero de 2016, 16:02

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