Después de tres años de mejoras, el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser, comúnmente conocido como LIGO, ha vuelto a la acción. Este gigante de la ciencia, capaz de medir las ondas gravitacionales – sutiles ondulaciones en el espacio mismo que viajan a través del universo – ha estado inactivo mientras se sometía a emocionantes actualizaciones.
Las Ondas Gravitacionales: un vistazo al corazón del Universo
A diferencia de las ondas de luz, las ondas gravitacionales apenas se ven obstaculizadas por las galaxias, estrellas, gas y polvo que llenan el universo. Esto significa que al medir las ondas gravitacionales, los astrofísicos pueden mirar directamente al corazón de algunos de los fenómenos más espectaculares del universo.
Al detectar más eventos que crean ondas gravitacionales, habrá más oportunidades para que los astrónomos también observen la luz producida por esos mismos eventos. Ver un evento a través de múltiples canales de información, un enfoque llamado astronomía multi-mensajero, proporciona a los astrónomos oportunidades raras y codiciadas para aprender sobre la física mucho más allá del alcance de cualquier prueba de laboratorio.
Según la teoría de la relatividad general de Einstein, la masa y la energía deforman la forma del espacio y el tiempo. La flexión del espacio-tiempo determina cómo se mueven los objetos en relación entre sí, lo que las personas experimentan como gravedad.
Las ondas gravitacionales se crean cuando objetos masivos como agujeros negros o estrellas de neutrones se fusionan entre sí, produciendo cambios repentinos y grandes en el espacio. El proceso de deformación y flexión del espacio envía ondulaciones a través del universo como una onda a través de un estanque tranquilo. Estas ondas viajan en todas direcciones desde una perturbación, doblando el espacio de manera minúscula a medida que lo hacen y cambiando ligeramente la distancia entre los objetos en su camino.
Aunque los eventos astronómicos que producen ondas gravitacionales involucran algunos de los objetos más masivos del universo, el estiramiento y la contracción del espacio son infinitesimalmente pequeños. Una onda gravitacional fuerte que pasa a través de la Vía Láctea puede cambiar el diámetro de toda la galaxia solo en un metro.
LIGO: el observatorio más preciso jamás construido
Alrededor del año 2000, científicos del Instituto de Tecnología de California, el Instituto de Tecnología de Massachusetts y otras universidades de todo el mundo terminaron de construir lo que es esencialmente la regla más precisa jamás creada: el observatorio LIGO.
LIGO consta de dos observatorios separados, uno ubicado en Hanford, Washington, y el otro en Livingston, Luisiana. Cada observatorio tiene forma de una gigante L con dos brazos de cuatro kilómetros de largo que se extienden desde el centro de la instalación a 90 grados entre sí.
Para medir las ondas gravitacionales, los investigadores hacen brillar un láser desde el centro de la instalación hasta la base de la L. Allí, el láser se divide de modo que un haz viaja por cada brazo, se refleja en un espejo y regresa a la base. Si una onda gravitacional pasa a través de los brazos mientras el láser está brillando, los dos haces volverán al centro en momentos ligeramente diferentes. Al medir esta diferencia, los físicos pueden discernir que una onda gravitacional pasó por la instalación.
LIGO comenzó a operar a principios de la década de 2000, pero no era lo suficientemente sensible para detectar ondas gravitacionales. Por lo tanto, en 2010, el equipo de LIGO cerró temporalmente la instalación para realizar mejoras que aumentaran la sensibilidad. La versión mejorada de LIGO comenzó a recopilar datos en 2015 y casi de inmediato detectó ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos agujeros negros.
Desde 2015, LIGO ha completado tres carreras de observación. La primera, la carrera O1, duró unos cuatro meses; la segunda, O2, unos nueve meses; y la tercera, O3, duró 11 meses antes de que la pandemia de COVID-19 obligara a cerrar las instalaciones. A partir de la carrera O2, LIGO ha estado observando conjuntamente con un observatorio italiano llamado Virgo.
Los científicos han estado trabajando en muchas mejoras tecnológicas. Una actualización particularmente prometedora implicó agregar una cavidad óptica de 1,000 pies (300 metros) para mejorar una técnica llamada squeezing. El squeezing permite a los científicos reducir el ruido del detector utilizando las propiedades cuánticas de la luz. Con esta mejora, el equipo de LIGO debería poder detectar ondas gravitacionales mucho más débiles que antes.
Con la carrera O4, los astrónomos tendrán acceso a los observatorios de ondas gravitacionales más sensibles de la historia y, con suerte, recopilarán más datos que nunca. Mis colegas y yo esperamos que los próximos meses resulten en una, o quizás muchas, observaciones multi-mensajeras que empujarán los límites de la astrofísica moderna.
Enlace: LIGO
Fuente info
Autor: Juan Diego Polo
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