Monitor Nacional
Ondas gravitacionales y la relatividad general
El Quasar sin galaxia | Cosmic Marin
19 de febrero de 2016 - 9:04 am
Einstein-MN
¿Qué pasa cuando algo explota? Si usted revienta un globo cerca de su cara, podrá notar cómo el aire que estaba dentro del globo le “golpea violentamente”

Hola a todos, pensaba seriamente hablarles sobre los elementos radiactivos y su repercusión en la vida y el ambiente, sin embargo, se acaba de atravesar la noticia del siglo.

Y probablemente si a usted no le agradó el caos por la visita del papa al país, habrá notado otra noticia por ahí, algo relacionado con las ondas gravitacionales.

Verá usted. Esto se remonta más o menos 100 años atrás. Einstein tenía una idea de cómo funcionaba el universo en diversas escalas. Una de ellas era el espacio y el tiempo… Imagínese que nuestra esfera azul –la Tierra- está puesta sobre una cobija que está siempre en tensión –o en un bastidor gigantesco-. Esto hará que la Tierra curve aunque sea un poquito la cobija por el peso que tiene.

Ahora, imaginemos que el Sol y la Tierra están en la misma cobija. La fuerza de atracción de cada esferita, hará que giren entre sí. Este es el campo gravitacional que poseen ambos cuerpos celestes. El punto central entre el Sol y la Tierra se le llama centro de gravedad. Y no, no es que gire una en torno a la otra, sino que giran entre sí. Esto es debido a la cantidad de masa que posee cada cuerpo, entre mayor sea la masa, mayor la atracción gravitacional.

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Sigamos imaginando la cobija y las esferas. Oficialmente, se supondría que las esferitas por el peso irían en línea recta, justamente por el campo gravitatorio que ejercen, sin embargo, la cobija resulta que es una curva ¿una curva? Sí, pasemos a otro campo de imaginación. La cobija no es realmente como la perciben a simple vista, es como un “cono”.

¿Cómo hacer más sencillo esto? ¿Ha visto los conos en los centros comerciales donde piden donaciones? Si usted lanza una moneda de arriba hacia abajo y cae en el conito, por la gravedad de nuestro planeta –la misma que hace que usted sea liviano o pesado-, hará que caiga tal cual la lanzó. Pero, si usted deja que corra en línea recta, es decir, si usted la coloca de canto y deja que siga su camino, la moneda en lugar de ir directo al agujero central, dará varias vueltas alrededor del cono hasta llegar al centro. Usted, como es gigante, percibe como que la moneda da vueltas y vueltas, sin embargo, si reducimos su tamaño al de la moneda, usted no percibirá nunca que da vuelta, sólo la verá partir siempre hacia el frente.

Probablemente son ejemplos burdos, que sin embargo, explican de la manera más sencilla lo que intento decirle. Este espacio tiempo –volvemos a la comparación de la cobijita y las esferas-, le recuerdo es modificado por la masa de los cuerpos y la gravedad que producen. Justamente esta modificación produce de una forma u otra, energía.

Y una vez más, con la cobijita, vamos a imaginar un evento más grande. En vez del Sol y la Tierra, imaginemos dos agujeros negros. Estos agujeros negros son gigantescos, al grado que superan a nuestro Sol como unas 29 y 36 veces respectivamente. Ambos de repente colisionan.

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¿Qué pasa cuando algo explota? Si usted revienta un globo cerca de su cara, podrá notar cómo el aire que estaba dentro del globo le “golpea violentamente”. Lo mismo pasa con estos agujeros pero de una forma más lenta y más violenta aún, ya que generan una cantidad impresionante de emisiones en todas las escalas de radiación electromagnética –desde el infrarrojo hasta los “X”-.

Estos agujeros, de acuerdo con Einstein, producirían algo llamado “ondas gravitacionales” éstas, producen un movimiento muy chistoso en el espacio-tiempo, o lo estiran, o lo constriñen. Imagínese con la cobijita –ahora sin esferitas-. Si la estira más en el bastidor, va a forzarla a que se tense más. Si la afloja demasiado, notará cómo se arruga. Esto hacen estas ondas, el problema, es que la teoría predijo que iban a ser tan débiles, que sería casi imposible detectarlas, además, de que no podrían propagarse más rápido que la luz –sí a la misma velocidad, pero no más-.

Así que unos investigadores de un proyecto llamado LIGO, cuyos laboratorios tienen forma de “L”, desarrollaron unos interferómetros. ¿Qué es eso? Bien, son unos láseres que siempre están encendidos, de tal forma que siempre son recibidos por un detector. Si una onda gravitacional o mejor dicho, una curvatura del espacio tiempo era modificada –ya fuese estirada o constreñida-, el láser de éste interferómetro llegaría con segundos de diferencia a un detector que otro de los láseres dispuestos –por eso son dos laboratorios en diferentes puntos, en este caso, de Estados Unidos-.

Y así fue como en septiembre del año pasado, aún sin confirmar nada del todo, se detectó una de estas diferencias provenientes de un evento violentísimo causado por los dos agujeros negros que le he descrito anteriormente. Confirmando así que a cien años de su publicación, la teoría de la relatividad general de Einstein tenía razón.

Usted dirá, ¿y a mí para qué me sirve Einstein y su relatividad? Pues, verá, tan simple como que los GPS se mueven gracias a este señor. Los satélites GPS tienen que sincronizarse con los que están en la tierra, para eso, se necesita saber el efecto que tiene la curvatura de la tierra en el tiempo que tarda en llegar una señal de un GPS a otro. Esto por la velocidad del satélite en órbita y su posición con respecto al dueño del aparato en tierra. Si no estuvieran sincronizados, se produciría un adelanto de casi 40 microsegundos por día en el reloj del GPS en órbita, más otros 45 por el efecto gravitacional de la tierra. –a mayor masa, mayor gravedad, a mayor gravedad, más lento será el tiempo (eso se lo cuento después)-.

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Este desfase le traería problemas de ubicación por varios kilómetros. ¿A qué nivel? Imagínese que necesita saber en qué parte de Ciudad Universitaria se encuentra y utiliza un GPS desfasado, en vez de averiguar si se encuentra en Facultad de Ciencias, le dice que se encuentra en la ESIA Zacatenco –Insisto, este es un ejemplo burdo, pero el chiste es que se entienda la idea además es un chiste de universidades, sabe que soy mala para los chistes-.

Para que vea que la relatividad sí existe. En otra ocasión, le cuento primero, lo que le debo de la radiactividad en elementos y también, de cómo las lentes gravitacionales descritas por Albert Einstein nos ha ayudado a ver “más allá de lo evidente” en el campo de la astronomía.

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