Los científicos finalmente han «escuchado» el coro de ondas gravitacionales que recorren el universo

Los científicos han observado por primera vez las tenues ondas causadas por el movimiento de los agujeros negros que estiran y aprietan suavemente todo en el universo.

Informaron el miércoles que pudieron «escuchar» lo que se llama ondas gravitacionales de baja frecuencia: cambios en la estructura del universo que son creados por enormes objetos que se mueven y chocan en el espacio.

«Realmente es la primera vez que tenemos evidencia de este movimiento a gran escala de todo en el universo», dijo Maura McLaughlin, codirectora de NANOGrav, la colaboración de investigación que publicó los resultados en Las cartas del diario astrofísico.

Einstein predijo que cuando los objetos realmente pesados ​​se mueven a través del espacio-tiempo, el tejido de nuestro universo, crean ondas que se propagan a través de ese tejido. Los científicos a veces comparan estas ondas con la música de fondo del universo.

En 2015, los científicos usaron un experimento llamado LIGO para detectar ondas gravitacionales por primera vez y demostraron que Einstein tenía razón. Pero hasta ahora, esos métodos solo han podido atrapar ondas a altas frecuencias, explicó Chiara Mingarelli, miembro de NANOGrav, astrofísica de la Universidad de Yale.

Esos «chirridos» rápidos provienen de momentos específicos cuando los agujeros negros relativamente pequeños y las estrellas muertas chocan entre sí, dijo Mingarelli.

En la última investigación, los científicos buscaban ondas a frecuencias mucho más bajas. Estas ondas lentas pueden tardar años o incluso décadas en subir y bajar, y probablemente provengan de algunos de los objetos más grandes de nuestro universo: agujeros negros supermasivos de miles de millones de veces la masa de nuestro sol.

Las galaxias de todo el universo chocan y se fusionan constantemente. Mientras esto sucede, los científicos creen que los enormes agujeros negros en los centros de estas galaxias también se unen y se bloquean en un baile antes de que finalmente colapsen entre sí, explicó Szabolcs Marka, astrofísico de la Universidad de Columbia que no participó en la investigación.

Los agujeros negros envían ondas gravitacionales a medida que giran en estos pares, conocidos como binarios.

«Los binarios de agujeros negros supermasivos, que orbitan lenta y tranquilamente entre sí, son los tenores y el bajo de la ópera cósmica», dijo Marka.

Ningún instrumento en la Tierra podría capturar las ondas de estos gigantes. Así que «tuvimos que construir un detector que fuera aproximadamente del tamaño de la galaxia», dijo Michael Lam, investigador de NANOGrav del Instituto SETI.

Los resultados publicados esta semana incluyeron 15 años de datos de NANOGrav, que ha estado utilizando telescopios en América del Norte para buscar las olas. Otros equipos de cazadores de ondas gravitacionales de todo el mundo también publicaron estudios, incluso en Europa, India, China y Australia.

Los científicos apuntaron telescopios a estrellas muertas llamadas púlsares, que envían destellos de ondas de radio mientras giran en el espacio como faros.

Estas ráfagas son tan regulares que los científicos saben exactamente cuándo se supone que las ondas de radio llegarán a nuestro planeta, «como un reloj perfectamente regular que avanza en el espacio», dijo Sarah Vigeland, miembro de NANOGrav, astrofísica de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee. . Pero a medida que las ondas gravitacionales deforman el tejido del espacio-tiempo, en realidad cambian la distancia entre la Tierra y estos púlsares, provocando ese latido constante.

Al analizar pequeños cambios en la tasa de tictac en diferentes púlsares, con algunos pulsos que llegan un poco antes y otros que llegan tarde, los científicos pudieron decir que las ondas gravitacionales estaban pasando.

El equipo de NANOGrav monitoreó 68 púlsares en el cielo usando el Telescopio Green Bank en West Virginia, el telescopio Arecibo en Puerto Rico y el Very Large Array en Nuevo México. Otros equipos encontraron evidencia similar de docenas de otros púlsares, monitoreados con telescopios en todo el mundo.

Hasta ahora, este método no ha podido rastrear de dónde provienen exactamente estas ondas de baja frecuencia, dijo Marc Kamionkowski, astrofísico de la Universidad Johns Hopkins que no participó en la investigación.

En cambio, está revelando el zumbido constante que nos rodea, como cuando estás parado en medio de una fiesta, «oirás a todas estas personas hablando, pero no escucharás nada en particular», dijo Kamionkowski. .

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El ruido de fondo que encontraron es «más fuerte» de lo que esperaban algunos científicos, dijo Mingarelli. Esto podría significar que hay más fusiones de agujeros negros, o más grandes, en el espacio de lo que pensábamos, o apuntar a otras fuentes de ondas gravitacionales que podrían desafiar nuestra comprensión del universo.

Los investigadores esperan que continuar estudiando este tipo de ondas gravitacionales pueda ayudarnos a aprender más sobre los objetos más grandes de nuestro universo. Podría abrir nuevas puertas a la «arqueología cósmica» que puede rastrear la historia de los agujeros negros y las galaxias que se fusionan a nuestro alrededor, dijo Marka.

«Estamos comenzando a abrir esta nueva ventana al universo», dijo Vigeland.

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