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Charla «Qué significa el descubrimiento de las ondas gravitacionales» de TED2016 en español.
Hace más de mil millones de años, dos agujeros negros en una galaxia distante encerrados en una espiral, se acercaron inexorablemente hasta chocar. «Toda esa energía se vertió en el tejido de su propio tiempo y de su propio espacio», dice el físico teórico Allan Adams, «haciendo que el universo explotara formando ondas gravitacionales». Hace unos 25 años, un grupo de científicos construyó un detector de láser gigante llamado LIGO para buscar este tipo de ondas, que ya habían sido predichas pero nunca observadas. En esta charla alucinante, Adams detalla qué ocurrió cuando, en septiembre de 2015, LIGO detectó una pequeña anomalía impensable, que llevó a uno de los descubrimientos más emocionantes en la historia de la física.
- Autor/a de la charla: Allan Adams
- Fecha de grabación: 2016-02-15
- Fecha de publicación: 2016-02-18
- Duración de «Qué significa el descubrimiento de las ondas gravitacionales»: 658 segundos
Traducción de «Qué significa el descubrimiento de las ondas gravitacionales» en español.
Hace 1300 millones de años, en una galaxia distante, lejana, dos agujeros negros encerrados en una espiral, se acercaron inexorablemente hasta chocar, convirtiendo la materia de unas tres masas solares en energía pura en una décima de un segundo.
En ese breve momento en el tiempo, el resplandor fue más brillante que todas las estrellas de todas las galaxias del Universo conocido.
Fue una explosión muy grande.
Pero eso no liberó energía en forma de luz.
Quiero decir, ya saben, son agujeros negros.
Toda esa energía se bombeó al propio tejido del espacio-tiempo haciendo que el Universo estallara en ondas gravitacionales.
Le daré una idea de la escala de tiempo.
Hace 1300 millones de años, en la Tierra había logrado evolucionar solo la vida multicelular.
Desde entonces, en la Tierra se formaron y evolucionaron corales, peces, plantas, dinosaurios, gente e incluso, Dios nos libre, Internet.
Y hace unos 25 años, un conjunto particularmente audaz de gente, Rai Weiss del MIT, Kip Thorne y Ronald Drever de Caltech, decidió que sería estupendo construir un detector láser gigante para buscar las ondas gravitacionales provenientes de la colisión de agujeros negros.
La mayoría pensaba que estaban locos.
Pero suficientes personas vieron que eran mentes brillantes y la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU.
decidió financiar su idea loca.
Así que después de décadas de desarrollo, construcción, imaginación, y una cantidad impresionante de arduo trabajo, construyeron el detector llamado LIGO: El observatorio de ondas gravitacionales de interferómetro láser.
Durante los últimos años, LIGO ha experimentado una gran expansión en su exactitud, una enorme mejora en su capacidad de detección.
Por eso ahora se llama LIGO Avanzado.
A principios de septiembre de 2015, LIGO se activó para una prueba definitiva mientras nos arreglaron algunos detalles.
Y el 14 de septiembre de 2015 pocos días después de que el detector estuviera funcionando, las ondas gravitacionales de los agujeros negros en colisión llegaron hasta la Tierra.
Y pasaron a través de Uds.
y de mí.
Y a través del detector.
(Audio) Scott Hughes: Hay dos momentos en mi vida emocionalmente más intensos que eso.
Uno es el nacimiento de mi hija.
El otro al tener que despedirme de mi padre quien padecía una enfermedad terminal.
Fue la recompensa de mi carrera, básicamente.
Por todo lo que había trabajado, y no es ciencia ficción.
(Risas)
Allan Adams: Este es mi buen amigo y colaborador, Scott Hughes, un físico teórico del MIT, quien ha estudiado las ondas gravitacionales de los agujeros negros y las señales de que podrían generar en observatorios como LIGO, durante los últimos 23 años.
Quiero aprovechar para contarles qué es una onda gravitacional.
Una onda gravitacional es una ondulación en la forma del espacio y el tiempo.
Conforme pasa la onda, esta extiende el espacio y todo en él en una dirección, y lo comprime en la otra.
Esto ha generado un sinnúmero de instructores de la relatividad general haciendo un baile tonto para demostrar en sus clases la relatividad general.
«Se extiende y se expande, se estira y se expande».
Así que el problema con las ondas gravitacionales es que son muy débiles; que son absurdamente débiles.
Por ejemplo, las olas que nos golpearon el 14 de septiembre, y si cada uno de Uds.
se estirara y comprimiera bajo la acción de la onda, cuando las ondas golpean, la persona promedio se extendería una parte en 10 a la 21.
Eso es cero coma, 20 ceros, y un 1.
Es por eso que todos pensaban que la gente de LIGO estaba loca.
Incluso con un detector láser de 5 km de largo, y eso ya es una locura, tendrían que medir la longitud de los detectores a menos de una milésima del radio del núcleo de un átomo.
Y eso es descabellado.
Así que hacia el final de su texto clásico de la gravedad, el cofundador de LIGO, Kip Thorne, describe la búsqueda de ondas gravitacionales así.
Dijo: «Las dificultades técnicas que hay que superar en la construcción de tales detectores son enormes.
Pero los físicos son ingeniosos, y con el apoyo de un amplio público, en general, todos los obstáculos, sin duda, se superarán».
Thorne lo publicó en 1973, 42 años antes de que sucediera.
Ahora, volviendo a LIGO, a Scott le gusta decir que LIGO actúa como un oído más que como un ojo.
Quiero explicar qué significa.
La luz visible tiene una longitud de onda, un tamaño, eso es mucho más pequeño que las cosas a su alrededor, como las facciones de la gente, o el tamaño de su teléfono móvil.
Y eso es realmente útil, ya que le permite hacer una foto o un mapa de las cosas de alrededor, observando la luz proveniente de diferentes lugares en la escena alrededor de Uds.
El sonido es diferente.
El sonido audible tiene una longitud de onda que puede ser de hasta unos 15 m de largo.
Y eso hace que sea muy difícil.
De hecho, en la práctica, imposible, que hagan una imagen de algo que realmente importa.
La cara de su hijo.
En su lugar, usamos el sonido para escuchar características de timbre, tono, ritmo y volumen para inferir una historia tras los sonidos.
Habla Alice.
Bob la interrumpe.
El tonto de Bob.
Lo mismo puede aplicar a las ondas gravitacionales.
No podemos usarlos para hacer imágenes simples de las cosas del Universo.
Pero al escuchar los cambios en la amplitud y la frecuencia de esas ondas, podemos oír la historia de lo que dicen esas ondas.
Y al menos LIGO oye las frecuencias que están en la banda de audio.
Así convertimos los patrones de ondas en ondas de presión de aire y en sonido, por eso, literalmente, podemos escuchar cómo nos habla el Universo.
Por ejemplo, escuchando la gravedad, simplemente así, nos puede decir mucho de la colisión de dos agujeros negros, algo a lo que mi colega Scott ha dedicado gran cantidad de tiempo.
(Audio) SH: Si los dos agujeros negros no giran, se obtiene un chirrido muy simple: ¡Whoop! Si ambos cuerpos giran muy rápidamente, obtengo el mismo chirrido, pero con una modulación en la parte superior, que puede ser así, whir, whir, whir…
Es una especie de vocabulario de giro impreso en forma de onda.
AA: Así, el 14 de septiembre de 2015, una fecha que, definitivamente, perdurará en mi memoria, LIGO oyó esto: (Zumbido) Si uno sabe cómo escuchar, es el sonido de…
(Audio) SH: …
dos agujeros negros, de unas 30 masas solares cada uno, que giraban a una velocidad comparable a la de su licuadora.
AA: Vale la pena pararse a pensar en qué significa eso.
Dos agujeros negros, lo más denso del Universo, uno con una masa de 29 soles y otro con una masa de 36 soles, que giran uno en torno al otro 100 veces por segundo antes de chocar.
Imaginen el poder de eso.
Es fantástico.
Y lo sabemos porque lo oímos.
Esa es la importancia duradera de LIGO.
Es una forma completamente nueva de observar el Universo que nunca hemos tenido antes.
Es una manera que nos permite escuchar el Universo y oír lo invisible.
Y hay mucho por ahí que no podemos ver…
en la práctica, ni siquiera en principio.
Una supernova, por ejemplo.
Me gustaría saber por qué las estrellas muy masivas explotan en supernovas.
Son muy útiles; con ellas hemos aprendido mucho sobre el universo.
El problema es que toda la física interesante ocurre en el núcleo, y el núcleo está oculto tras miles de km de hierro, carbono y silicio.
Nunca veremos a través de él, es opaco a la luz.
Las ondas gravitacionales pasan por el hierro como si fuera vidrio, es totalmente transparente.
El Big Bang: Me encantaría poder explorar los primeros momentos del Universo, pero nunca los veremos, debido a que el Big Bang está oscurecido por su propio resplandor.
Con las ondas gravitacionales, podremos ver todo el camino hasta el principio.
Tal vez lo más importante, estoy seguro de que hay cosas por ahí que nunca hemos visto que es posible que nunca podamos ver y que ni siquiera hemos imaginado.
Cosas que solo se descubrirán escuchando.
Y de hecho, incluso en ese primer evento, LIGO encontró cosas que no esperábamos.
Aquí está mi colega y uno de los miembros clave de la colaboración con LIGO, Matt Evans, mi colega del MIT, abordando exactamente eso: (Audio) Matt Evans: Los tipos de estrella que producen los agujeros negros que observamos aquí son los dinosaurios del Universo.
Son estas cosas enormes y viejas, de tiempos prehistóricos, y los agujeros negros son algo así como los huesos de dinosaurio con la que hacemos esta arqueología.
Por lo tanto, nos permite tener todo un ángulo de lo que hay en el Universo y cómo las estrellas llegaron a formarse, y al final, claro, cómo escapamos de todo este lío.
AA: Nuestro reto ahora es ser tan audaces como sea posible.
Gracias a LIGO, sabemos construir detectores exquisitos que pueden escuchar el Universo, el susurro y el chirrido del cosmos.
Nuestro trabajo consiste en idear y construir nuevos observatorios…
toda una nueva generación de observatorios, en el suelo, en el espacio.
¿Qué podría ser más glorioso que escuchar el Big Bang?
Nuestro trabajo ahora es soñar en grande.
Sueñen con nosotros.
Gracias.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/allan_adams_what_the_discovery_of_gravitational_waves_means/