Las ondas en el espacio-tiempo realmente podrían revelar cuándo comenzó el tiempo: ScienceAlert
la propagación de ondas gravitacionales a través de la materia podría revelar ondas en el espacio-tiempo generadas por Gran explosión.
Dos físicos de plasma han utilizado la propagación de ondas electromagnéticas a través del plasma como un análogo de las ondas gravitacionales, ideando un conjunto de ecuaciones que describen qué buscar cuando las ondas gravitatorias viajan a través de estrellas y gas en las profundidades del espacio.
Estas señales podrían revelar las escurridizas ondas gravitacionales que viajan a través del espacio más allá de nuestra capacidad limitada para detectarlas: las ondas gigantes de baja frecuencia generadas por la colisión de cuerpos supermasivos. agujeros negrosel zumbido más pequeño generado por las binarias enanas blancas en órbita y el anillo colosal de la expansión del Universo, solo fracciones de segundo después del Big Bang.
«No podemos ver el Universo temprano directamente, pero tal vez podamos verlo indirectamente si observamos cómo las ondas gravitacionales en ese momento afectaron la materia y la radiación que podemos ver hoy», dijo. dice el físico Deepen Garg de la Universidad de Princeton.
Las ondas gravitacionales que surgieron de una colisión entre dos agujeros negros de masa estelar fueron las primeras detectado por humanos en 2015, a una distancia de 1.400 millones de años luz. Predichas por primera vez por Einstein, las ondas gravitacionales son como las ondas en un estanque: el propio espacio-tiempo se estira y se contrae debido a la interrupción gravitacional causada por un evento masivo.
El instrumento que detectó estas ondas, por lo tanto, no fue un telescopio, sino una matriz de precisión de láseres y espejos que reaccionan a la curvatura del espacio-tiempo, produciendo un patrón que los científicos pueden descifrar para determinar las características de la fuente de las ondas gravitacionales. Pero la tecnología es limitada: actualmente, solo podemos detectar ondas gravitacionales en masa estelar. Agujero negro y Estrella neutrón régimen de colisión.
Otras fuentes de ondas gravitacionales son numerosos, pero actualmente, y posiblemente solo un poco, están fuera de alcance. Pero Garg y su colega, el físico Ilya Dodin del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton, se dieron cuenta en el curso de su investigación de fusión de plasma que podría haber otra forma de ver estas ondas actualmente ocultas.
La fusión de plasma puede ser algún día una fuente alternativa y limpia de energía para alimentar el mundo, pero aún tiene un largo camino por recorrer. Una cosa que los científicos necesitan es un modelo detallado que describa la forma en que las ondas electromagnéticas viajan a través del plasma. Y resulta que debe ser extremadamente similar a cómo las ondas gravitacionales se mueven a través de la materia.
«Básicamente ponemos a trabajar máquinas de ondas de plasma en un onda gravitacional problema,» Garg explica.
Según el trabajo del dúo, la propagación de ondas gravitacionales a través de la materia debería producir una señal detectable: cambios, por ejemplo, en la luz producida por las estrellas o grandes nubes de gas en los espacios entre las estrellas.
Esto no solo podría revelar ondas gravitacionales que actualmente están más allá de nuestras capacidades de detección, sino que también podría proporcionar a los científicos una nueva herramienta para estudiar estrellas. Por ejemplo, las características de la señal de luz generada por las ondas gravitacionales en las estrellas pueden cambiar según la estructura interna y la densidad de la estrella.
Dado que el funcionamiento interno de las estrellas es tan difícil de ver, las ondas gravitacionales podrían ser una nueva y poderosa herramienta en el kit para este campo de la astronomía. El trabajo del equipo también podría ser útil en los eventos de ondas gravitacionales que podemos detectar: las fusiones de agujeros negros de masa estelar y estrellas de neutrones.
En otras palabras, la pareja parece haber identificado lo que podría resultar ser una nueva forma multifuncional e indispensable de entender el cosmos. El siguiente paso, dicen, será usarlo para intentar analizar algunos datos reales.
«Pensé que sería un pequeño proyecto de seis meses para un estudiante de posgrado que implicaría resolver algo simple». dodín dice. «Pero cuando comenzamos a profundizar en el tema, nos dimos cuenta de que se entendía muy poco sobre el problema y que podíamos hacer un trabajo teórico básico aquí».
La investigación fue publicada en Revista de cosmología y física de astropartículas.
