El Nobel de Física, orbitando agujeros negros

En esta segunda entrada sobre el Nobel de Física 2020 comentamos la mitad observacional del premio, otorgado a Andrea Ghez y Reinhard Genzel por demostrar la existencia de un gigantesco agujero negro en el centro de nuestra galaxia.

La mitad observacional del Nobel de 2020 ha recaído en Andrea Ghez (Universidad de California en Los Ángeles) y en Reinhard Genzel (Instituto Max Planck de Física Extraterrestre), por los trabajos que, desde mediados de los años noventa del siglo pasado, han demostrado la presencia de un objeto oscuro y supermasivo en el centro de la Via Láctea. En otras palabras, por aportar pruebas sobre la existencia de los agujeros negros y, en particular, los de tipo supermasivo. Según el consenso mayoritario en Astrofísica y Cosmología, estos objetos ocupan el centro de las galaxias y han sido determinantes en la formación e historia de estas y, por ende, en la historia del Universo.

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Agujeros negros y un Nobel de Física “matemático”

Los agujeros negros han sido los grandes protagonistas del Premio Nobel de Física 2020. En esta primera entrada comentamos qué son los agujeros negros y repasamos las contribuciones de Sir Roger Penrose, físico matemático y uno de los galardonados.

El pasado 6 de octubre se anunció que el Premio Nobel de Física de este año iba dedicado a la predicción teórica y observación astrofísica de agujeros negros. Concretamente, la mitad del premio fue otorgado al físico matemático Roger Penrose “por el descubrimiento de que la formación de agujeros negros es una predicción robusta de la teoría de relatividad general”, mientras que la otra mitad del premio fue galardonada a los astrofísicos Andrea Ghez y Reinhard Genzel “por el descubrimiento de un objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia”.

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¿Cuántas dimensiones tiene el Universo?

Diversas teorías consideran la existencia de dimensiones extra, que no somos capaces de percibir en nuestra vida cotidiana pero darían respuesta a varias preguntas abiertas en la física actual.

¿Cuántas dimensiones tiene el Universo? Para todo aficionado a la física la respuesta a esta pregunta es aparentemente simple: habitamos un mundo con 3 dimensiones espaciales y una temporal (el espacio-tiempo 4-dimensional). Pero, ¿podría haber dimensiones adicionales? ¿cómo es posible que no las percibamos?

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Fotografiando el Big Bang (II)

¿Podemos realizar una foto del Big Bang? En este artículo respondemos a esta fascinante pregunta.

En una entrada anterior hablamos del Big Bang y de cómo el Modelo Cosmológica Estándar (MCE) describe la evolución del universo cuando la densidad de energía del mismo es menor que la densidad de Planck, lo que nos permite obviar los efectos de la gravedad cuántica. Ahora bien, ¿cuál es la descripción actual de esos momentos primitivos del universo en que éste tenía una densidad de energía sub-Planckiana, pero igualmente mucho más alta que la alcanzada en los aceleradores de partículas?

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Fotografiando el Big Bang (I)

Es habitual usar el término “Big Bang” para referirse al principio del Universo. Pero, ¿qué es exactamente el Big Bang?

Supongamos que después de habernos tomado un buen café mañanero, nos planteamos lo siguiente: ¿podríamos hacer una foto al Big Bang? Si nos planteásemos esto de verdad, inmediatamente nos asaltarían otras dudas del tipo ¿es esto siquiera posible? Y en caso afirmativo, ¿cómo lo haríamos?, ¿de qué tipo de fotografía se trataría? Para contestar éstas y tantas otras preguntas que nos surgirían en caso de plantearnos semejante reto, deberíamos empezar por aclarar qué significa realmente la noción de “Big Bang”. Resulta que aclarar esto nos lleva a meternos directamente en un berenjenal, no tanto porque sea sutil (desde un punto de vista físico/matemático) definirlo, sino porque ni siquiera hay un consenso claro entre los investigadores que nos dedicamos a estudiar estas cuestiones, sobre qué queremos decir exactamente con el término Big Bang en la evolución del Universo. Déjenme pues aclararles esto primero.

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El sonido del silencio (II)

Continuamos el relato iniciado en el artículo anterior, en el que comenzamos hablando de la teoría de la Relatividad General de Einstein y terminamos resaltando una de sus predicciones más peculiares: la existencia de ondas gravitatorias. En esta ocasión hablaremos de la primera detección directa de estas ondulaciones del espacio-tiempo por el experimento LIGO, un hito sin precedentes en la física que nos abre una nueva ventana al cosmos.

Las variaciones infinitesimales que mencionamos en el pasado artículo se intentan medir con gigantescos interferómetros Michelson-Morley con cavidades Fabry-Pérot, en los que las masas prueba están separadas por unos pocos kilómetros y están suspendidas como péndulos en un ambiente de vacío casi perfecto, para aislarlas del ruido sísmico y reducir el ruido térmico. Ejemplos de tal tipo de experimentos son los detectores LIGO (en Hanford y en Livingston, EE.UU.), Virgo (en Cascina, Italia) y KAGRA (en Japón). Analizando las franjas de interferencia del láser del interferómetro, se puede controlar el movimiento de las masas durante su interacción con la radiación gravitatoria. El cambio en la longitud de los brazos al paso de una onda gravitatoria, origina un cambio minúsculo en el patrón de las franjas de interferencia (inexistente en ausencia de señal) a la salida del interferómetro.
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