{"id":68,"date":"2017-07-17T17:30:52","date_gmt":"2017-07-17T15:30:52","guid":{"rendered":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/?p=68"},"modified":"2017-07-17T17:49:41","modified_gmt":"2017-07-17T15:49:41","slug":"el-sonido-del-silencio-ii","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2017\/07\/17\/el-sonido-del-silencio-ii\/","title":{"rendered":"El sonido del silencio (II)"},"content":{"rendered":"<p>Las variaciones infinitesimales que mencionamos en el <a href=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2017\/05\/17\/el-sonido-del-silencio\/\">pasado art\u00edculo<\/a>\u00a0se intentan medir con gigantescos interfer\u00f3metros Michelson-Morley con cavidades Fabry-P\u00e9rot, en los que las masas prueba est\u00e1n separadas por unos pocos kil\u00f3metros y est\u00e1n suspendidas como p\u00e9ndulos en un ambiente de vac\u00edo casi perfecto, para aislarlas del ruido s\u00edsmico y reducir el ruido t\u00e9rmico. Ejemplos de tal tipo de experimentos son los detectores LIGO (en Hanford y en Livingston, EE.UU.), Virgo (en Cascina, Italia) y KAGRA (en Jap\u00f3n). Analizando las franjas de interferencia del l\u00e1ser del interfer\u00f3metro, se puede controlar el movimiento de las masas durante su interacci\u00f3n con la radiaci\u00f3n gravitatoria. El cambio en la longitud de los brazos al paso de una onda gravitatoria, origina un cambio min\u00fasculo en el patr\u00f3n de las franjas de interferencia (inexistente en ausencia de se\u00f1al) a la salida del interfer\u00f3metro.<br \/>\n<!--more--><\/p>\n<figure id=\"attachment_74\" aria-describedby=\"caption-attachment-74\" style=\"width: 700px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"wp-image-74\" src=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/Livingston-300x167.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"389\" srcset=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/Livingston-300x167.jpg 300w, https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/Livingston.jpg 500w\" sizes=\"(max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 984px) 61vw, (max-width: 1362px) 45vw, 600px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-74\" class=\"wp-caption-text\">Imagen del observatorio LIGO en Livingstone<\/figcaption><\/figure>\n<p><iframe loading=\"lazy\" width=\"840\" height=\"473\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/h_FbHipV3No?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<p>El pasado 14 de Septiembre de 2015, los interfer\u00f3metros avanzados LIGO Hanford y LIGO Livingston, detectaron en coincidencia, a las 09:50:45 horas UTC, el evento GW150914, que se convertir\u00eda en la primera detecci\u00f3n directa jam\u00e1s realizada de una onda gravitatoria. La observaci\u00f3n inicial se debe a Marco Drago, y tuvo lugar durante una b\u00fasqueda automatizada de se\u00f1ales transitorias gen\u00e9ricas a los tres minutos de iniciarse la toma de datos. La relaci\u00f3n se\u00f1al-ruido del evento era tan elevada que la primera impresi\u00f3n fue que deb\u00eda tratarse de una se\u00f1al inyectada artificialmente en los datos por los propios investigadores, para llevar a cabo alg\u00fan tipo de an\u00e1lisis. Sin embargo, el 14 de Septiembre de 2015 los interfer\u00f3metros LIGO estaban en &#8220;modo de ingenier\u00eda&#8221; (y no en &#8220;modo cient\u00edfico&#8221;) por lo que el sistema de inyecciones estaba desactivado. Una hora despu\u00e9s del e-mail de alerta de Drago a todos los miembros de las colaboraciones cient\u00edficas LIGO y Virgo, las inyecciones artificiales quedaron descartadas, por lo que parec\u00eda claro que la se\u00f1al detectada pod\u00eda ser real.<\/p>\n<p>El primer run cient\u00edfico de los interfer\u00f3metros LIGO avanzados, llamado O1, comenz\u00f3 el 18 de Septiembre de 2015, cuatro d\u00edas despu\u00e9s de la detecci\u00f3n de GW150914. Uno de los objetivos principales fue recoger suficientes datos para validar la se\u00f1al observada. Para medir el fondo del ruido y estimar la significancia estad\u00edstica de la se\u00f1al, se necesitaron cinco d\u00edas de toma de datos en ambos detectores. Para el 5 de Octubre de 2015, la se\u00f1al estaba confirmada. Tras semanas de an\u00e1lisis, no pocos rumores, y enorme expectaci\u00f3n, la confirmaci\u00f3n oficial de la detecci\u00f3n se anunci\u00f3 el 11 de Febrero de 2016.<\/p>\n<p>GW150914 es un tipo de onda gravitatoria que coincide con la predicha te\u00f3ricamente durante la coalescencia y fusi\u00f3n de dos agujeros negros &#8211; una se\u00f1al tipo &#8220;chirp&#8221;, seguida por el &#8220;burst&#8221; y el &#8220;ringdown&#8221; de las oscilaciones amortiguadas del agujero negro resultante. La detecci\u00f3n de GW150914 demuestra la existencia de agujeros negros de origen estelar y establece que sistemas binarios de agujeros negros existen en la naturaleza y pueden fusionarse en tiempos inferiores a la edad del Universo. Adem\u00e1s, todos las pruebas realizadas con los datos observados son consistentes con las predicciones de la Relatividad General en el r\u00e9gimen de gravedad intensa. En la teor\u00eda de Einstein, el resultado de la colisi\u00f3n de dos agujeros negros es un agujero negro de Kerr, totalmente descrito por su masa y su momento angular. Para \u00f3rbitas cuasi-circulares, estos par\u00e1metros se pueden calcular a partir de las masas y los espines de los agujeros negros individuales. En GW150914, la masa del agujero negro final es de unas 62 veces la masa del Sol. Adem\u00e1s, el acuerdo obtenido entre los resultados de las simulaciones de relatividad num\u00e9rica de la fusi\u00f3n de agujeros negros y las predicciones de la teor\u00eda ha sido excelente. GW150914 tambi\u00e9n proporciona una (nueva) cota superior para la masa del gravit\u00f3n, hipot\u00e9tica part\u00edcula mediadora de la interacci\u00f3n gravitatoria en una posible teor\u00eda cu\u00e1ntica de la gravedad. En Relatividad General el gravit\u00f3n tiene masa nula y viaja a la velocidad de la luz, por lo que su longitud de onda Compton es infinita. Con los datos de GW150914 no hay evidencia de un valor finito de dicha longitud de onda.<\/p>\n<figure id=\"attachment_77\" aria-describedby=\"caption-attachment-77\" style=\"width: 840px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"wp-image-77 size-large\" src=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/BHmerger_LIGO_3600-1024x767.jpg\" alt=\"\" width=\"840\" height=\"629\" srcset=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/BHmerger_LIGO_3600-1024x767.jpg 1024w, https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/BHmerger_LIGO_3600-300x225.jpg 300w, https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/BHmerger_LIGO_3600-768x575.jpg 768w, https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/BHmerger_LIGO_3600-1200x899.jpg 1200w\" sizes=\"(max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-77\" class=\"wp-caption-text\">La fusi\u00f3n de dos agujeros negros crea ondas gravitatorias con una amplitud y frecuencia caracter\u00edsticas. Gracias a LIGO, hemos podido &#8220;escucharlas&#8221; por primera vez. Cr\u00e9dito: LIGO<\/figcaption><\/figure>\n<p>Sin duda, GW150914 es uno de los descubrimientos m\u00e1s trascendentes de la historia de la f\u00edsica. Dos agujeros negros se fusionan en uno solo. Vac\u00edo m\u00e1s vac\u00edo dando lugar a m\u00e1s vac\u00edo. Nada se ve en el proceso, nada se ilumina durante los aproximadamente 200 ms de duraci\u00f3n de la se\u00f1al detectada. En esos \u00faltimos 8 ciclos de la \u00f3rbita espiral, la frecuencia de la se\u00f1al aumenta de 35 Hz a 150 Hz. Si lo pudieramos escuchar ser\u00eda como escuchar el sonido del silencio.<\/p>\n<p>El run O1 de los detectores LIGO avanzados finaliz\u00f3 el pasado 19 de Enero de 2016. Adem\u00e1s de GW150914, el run nos obsequi\u00f3 con una nueva detecci\u00f3n de la onda gravitatoria producida en la fusi\u00f3n de otros dos agujeros negros, GW151226 (en el &#8220;Boxing Day&#8221;), y con un tercer candidato, LVT151012, cuya significancia estad\u00edstica, sin embargo, no alcanz\u00f3 el valor necesario para poder descartar una posible falsa alarma. Es destacable que con los datos de las dos detecciones confirmadas, no se observa ninguna desviaci\u00f3n de la descripci\u00f3n que la Relatividad General proporciona para el problema de dos cuerpos. Las observaciones est\u00e1n comenzando a proporcionar informaci\u00f3n astrof\u00edsica sobre el ritmo de formaci\u00f3n de agujeros negros en sistemas binarios e indican que los pr\u00f3ximos runs de observaci\u00f3n de la red de detectores avanzados, O2 y O3, conducir\u00e1n a muchas m\u00e1s detecciones. En la actualidad, los dos detectores LIGO est\u00e1n ya tomando datos correspondientes al run O2, que comenz\u00f3 el pasado 30 de Noviembre de 2016 y se prolongar\u00e1 hasta mediados de 2017. Se espera que el detector europeo Virgo avanzado se incorpore a O2 en fechas pr\u00f3ximas.<\/p>\n<p>Para concluir, conviene echar la vista atr\u00e1s. Las ondas electromagn\u00e9ticas nos han permitido reconocer el Universo visible en todo el rango del espectro electromagn\u00e9tico, gracias a la interacci\u00f3n entre la materia y la radiaci\u00f3n. Adem\u00e1s de los fotones, existen otros mensajeros c\u00f3smicos que pueden proporcionarnos canales adicionales de observaci\u00f3n para conocer c\u00f3mo es nuestro Universo, los <a href=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2017\/01\/19\/telescopios-submarinos-de-neutrinos-antares-y-km3net\/\">neutrinos<\/a> (como los ya detectados en Febrero de 1987 procedentes de la supernova 1987A) y las ondas gravitatorias. Hizo falta el genio de Albert Einstein para predecir la existencia de dichas ondas, cuestionadas durante mucho tiempo y esquivas a su detecci\u00f3n durante un siglo. Desde hace d\u00e9cadas, su detecci\u00f3n ha sido uno de los mayores desaf\u00edos de la f\u00edsica t\u00e9orica y experimental, para la cual se han hecho esfuerzos sin precedentes en el campo de la gravitaci\u00f3n. Dichos esfuerzos han dado sus frutos: en la actualidad, cumplido el centenario de la formulaci\u00f3n de la teor\u00eda de la Relatividad General, el monumental legado intelectual de Einstein est\u00e1 siendo completado con el nacimiento de la astronom\u00eda de la radiaci\u00f3n gravitatoria, donde, quiz\u00e1, todo est\u00e9 de nuevo por descubrir. Detectar las ondas gravitatorias no ha sido como encontrar una aguja en un pajar. En comparaci\u00f3n, encontrar literalmente una aguja en un pajar es un juego de ni\u00f1os.<\/p>\n<p>Lectura recomendada:<\/p>\n<p>1. &#8220;Einstein&#8217;s unfinished symphony &#8211; Listening to the sounds of space-time&#8221;, Marcia Bartusiak, Joseph Henry Press, 2000. (Traducci\u00f3n espa\u00f1ola: &#8220;La sinfon\u00eda inacabada de Einstein&#8221;, Editorial Oc\u00e9ano Ambar, 2002).<\/p>\n<p>2. &#8220;Black hole blues and other songs from outer space&#8221;, Janna Levin, Knopf, 2016. No hay versi\u00f3n en espa\u00f1ol.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Continuamos el relato iniciado en el art\u00edculo anterior, en el que comenzamos hablando de la teor\u00eda de la Relatividad General de Einstein y terminamos resaltando una de sus predicciones m\u00e1s peculiares: la existencia de ondas gravitatorias. En esta ocasi\u00f3n hablaremos de la primera detecci\u00f3n directa de estas ondulaciones del espacio-tiempo por el experimento LIGO, un hito sin precedentes en la f\u00edsica que nos abre una nueva ventana al cosmos.<\/p>\n","protected":false},"author":45,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[8,9],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/68"}],"collection":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/45"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=68"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/68\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":113,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/68\/revisions\/113"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=68"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=68"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=68"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}