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Ondas gravitacionales

2015-09-14
  • Albert Einstein
  • Rainer Weiss
  • Kip Thorne
  • Barry Barish
Observatorio de ondas gravitacionales con detectores avanzados y científicos analizando datos.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La relatividad general predice que la aceleración de las masas genera ondas en el tejido del espacio-tiempo, llamadas ondas gravitacionales. Estas ondas se propagan a la velocidad de la luz, transportando energía en forma de radiación gravitacional. Se crean por eventos cósmicos catastróficos, como la fusión de agujeros negros o estrellas de neutrones, que provocan que el espacio-tiempo se estire y se contraiga a su paso.

Las ondas gravitacionales son perturbaciones en la curvatura del espacio-tiempo, generadas por masas aceleradas, que se propagan desde su fuente a la velocidad de la luz. Predichas por Einstein en 1916, se diferencian de las ondas electromagnéticas, que son oscilaciones de campos a través del espacio-tiempo; las ondas gravitacionales son oscilaciones del espacio-tiempo mismo. Al propagarse, una onda estira y comprime el espacio, y cualquier objeto dentro de él, perpendicularmente a su dirección de propagación. Este efecto es increíblemente pequeño. Incluso para los eventos cósmicos más violentos, el cambio de distancia en un kilómetro es menor que el ancho de un protón, lo que dificulta enormemente su detección.

Durante décadas, su existencia solo se infirió indirectamente a partir del púlsar binario Hulse-Taylor, cuya desintegración orbital coincidía con las predicciones de pérdida de energía por radiación gravitacional. La primera detección directa se produjo el 14 de septiembre de 2015, realizada por el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO). La señal, GW150914, se originó en la fusión de dos agujeros negros de masa estelar a más de mil millones de años luz de distancia. Este descubrimiento histórico, que le valió el Premio Nobel de Física en 2017, abrió una nueva ventana al universo. La astronomía de ondas gravitacionales permite a los científicos observar fenómenos invisibles para los telescopios tradicionales, como las fusiones de agujeros negros, y poner a prueba la relatividad general en regímenes de gravedad extrema.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Relatividad

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • La teoría de la relatividad general de Einstein
  • Ecuaciones de Maxwell para las ondas electromagnéticas (como analogía)
  • Interferómetro de Michelson-Morley (como base tecnológica para detectores)

Aplicaciones

  • Astronomía de ondas gravitacionales, una nueva forma de observar el universo
  • Estudiando la fusión de agujeros negros y estrellas de neutrones
  • Probando la relatividad general en condiciones extremas
  • Sondeando el universo primitivo
  • midiendo la constante de Hubble de forma independiente

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: ondas gravitacionales, relatividad general, LIGO, espacio-tiempo, fusión de agujeros negros, estrella de neutrones, astronomía, interferómetro.

Contexto histórico

1994
1997
2002
2015-09-14
1991
1995
2000
2004

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

Invención, innovación y principios técnicos relacionados.

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