La teoría general de la relatividad predice la existencia de ondas gravitacionales, ondas del propio espaciotiempo producidas por fenómenos violentos como la colisión de dos agujeros negros.
Aún no se han detectado estas ondas porque son muy débiles y su detección requiere medir cambios muy pequeños en distancias kilométricas entre los espejos de un interferómetro tipo Michelson.
Estos espejos están colocados en el vacío y la medida de su distancia está limitada por el ruido cuántico del propio vacío, las fluctuaciones en el punto cero del campo electromagnético.
Los miembros de la Colaboración Científica LIGO han desarrollado una nueva tecnología para el experimento GEO600, la inyección de luz estrechada (squeezed light), que permite medidas por debajo del límite de ruido cuántico, con una mejora de un 50% en la sensibilidad en el experimento. Durante los próximos cuatro años, GEO600 buscará ondas gravitacionales. Para los interesados en los detalles, el artículo técnico es The LIGO Scientific Collaboration, “A gravitational wave observatory operating beyond the quantum shot-noise limit,” Nature Physics, Published online11 September 2011 [ArXiv preprint].
La radiación gravitatoria se produce por el movimiento acelerado de masas, igual que la electromagnética se produce por el movimiento acelerado de cargas eléctricas.
Producen ondas gravitacionales las explosiones de supernovas y los sistemas binarios formados por estrellas de neutrones y agujeros negros que se mueven en espiral uno respecto al otro.
Estas ondas se mueven a la velocidad de la luz y se revelan como estiramientos y compresiones alternadas del espacio-tiempo, transversales
a la dirección de propagación.
La medición directa de este fenómeno predicho por Einstein es uno de
los grandes desafíos de la física contemporánea.
El nuevo dispositivo experimental será utilizado en el detector británico-alemán GEO600, cuyos brazos de 600 metros de longitud; este observatorio
es pequeño comparado con los dos observatorios LIGO en EE.UU. con brazos de 4 km de longitud (no están funcionamiento desde noviembre de 2010 porque están en proceso de actualización), o el Observatorio Europeo Virgo con brazos de 3 km de longitud.
Además, hay otros detectores planificados en Japón, Australia y Europa.
La pena es que la región más interesante para la detección de ondas gravitatorias es entre 10 Hz y 1 kHz, y en dicha región el incremento de la sensibilidad es muy pequeño.
Aún así, este artículo en Nature Physics ha sido una buena excusa para recordar que la búsqueda ondas gravitatorias es uno de los campos más prometedores de la física actual.
El estudio del fondo cósmico de ondas gravitatorias nos abrirá unos nuevos ojos para contemplar el cosmos.
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