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Astronomía de onda gravitacional

Los sistemas binarios formados por dos objetos masivos que orbitan entre sí son una fuente importante para la astronomía de onda gravitacional. El sistema emite radiación gravitacional a medida que orbita, disipando energía y momento, lo que causa que la órbita se contraiga.[1][2]​ Se muestra aquí un sistema de enanas blancas binario, una fuente importante para detectores espaciales como eLISA. La fusión final de las enanas blancas puede resultar en una supernova, representada por la explosión en el tercer panel.

La astronomía de ondas gravitacionales es una rama emergente de la astronomía observacional que pretende utilizar ondas gravitatorias (diminutas distorsiones del espacio-tiempo previstas por la teoría de la relatividad general de Einstein) para recopilar datos observacionales sobre objetos tales como estrellas de neutrones y agujeros negros, eventos como supernovas y procesos incluyendo los del universo temprano poco después del Big Bang.

Las ondas gravitatorias tienen una sólida base teórica, fundamentada en la teoría de la relatividad. Serían predichas por primera vez por Einstein en 1916; y aunque se deducen como una consecuencia específica de la relatividad general, son una característica común de todas las teorías de la gravedad que obedecen a la relatividad especial.[3]​ La evidencia observacional indirecta de su existencia se registró por primera vez en 1974, a partir de las mediciones del pulsar binario de Hulse-Taylor, cuya órbita evoluciona exactamente como se esperaría para generar la emisión de una onda gravitacional.[4]Richard Hulse y Joseph Taylor fueron galardonados con el Premio Nobel de Física de 1993 por este descubrimiento.[5]​ Posteriormente, se han observado muchos otros pulsares binarios (incluyendo un sistema de pulsar doble), donde se verifican todas las condiciones apropiadas predichas para la generación de ondas gravitacionales.[6]

El 11 de febrero de 2016 se anunció que LIGO había observado directamente las primeras ondas gravitacionales en septiembre de 2015. La segunda observación de las ondas gravitacionales se hizo el 26 de diciembre de 2015 y se anunció el 15 de junio de 2016.[7]

Observaciones

 
Curvas de ruido para una selección de detectores gravitacionales ondulatorios como función de frecuencia. En frecuencias muy bajas son púlsar cronometrando variedades, el Púlsar europeo que Cronometra Variedad (EPTA) y el Púlsar Internacional futuro que Cronometra Variedad (IPTA); en las frecuencias bajas son espaciales-detectores aguantados, el anteriormente propuesto Interferómetro Láser Antena Espacial (LISA) y el actualmente propuesto Interferómetro de Láser evolucionado Antena Espacial (eLISA), y los detectores de frecuencias altas basados en tierra, el Observatorio de ondas Gravitatorias por Interferometría Láser (LIGO) y su configuración adelantada (aLIGO). Las fuentes de tensión característica de potencial astrofísico son también mostradas. Para ser detectable la tensión característica de una señal tiene que ser por encima de la curva de ruido.[8]

Frecuencia alta

En 2015, el proyecto LIGO fue el primero en observar directamente las ondas gravitacionales utilizando interferómetros láser. Los detectores de LIGO observaron las ondas gravitacionales de la fusión de dos agujeros negros de masa estelar, de acuerdo con las predicciones de la relatividad general. Estas observaciones demostraron la existencia de sistemas binarios de agujeros negros de masa estelar y fueron la primera detección directa de ondas gravitatorias y la primera observación de una fusión de agujeros negros binarios. Este hallazgo se ha caracterizado como revolucionario en la ciencia, debido a la verificación de nuestra capacidad de utilizar la astronomía de la onda gravitacional para progresar en nuestra búsqueda y exploración de la materia oscura y del Big Bang.

Frecuencia baja

Un medio alternativo de observación es el uso de arreglos de medición de pulsares (PTA). Existen tres consorcios, el European Pulsar Timing Array (EPTA), el Observatorio Nanohertziano Norteamericano de Ondas Gravitacionales (NANOGrav) y el Arreglo de Pulsos de Parkes (PPTA), que cooperan como el Pulsar Timing Array Internacional. Estos usan radiotelescopios existentes, pero como son sensibles a las frecuencias en el rango de los nanohercios, muchos años de observación son necesarios para detectar una señal y la sensibilidad del detector mejora gradualmente. Los límites actuales se aproximan a los esperados para las fuentes astrofísicas.

Véase también

Referencias

  1. «Gravitational Radiation from Point Masses in a Keplerian Orbit». Physical Review 131 (1): 435-440. 1963. Bibcode:1963PhRv..131..435P. doi:10.1103/PhysRev.131.435. 
  2. «Gravitational Radiation and the Motion of Two Point Masses». Physical Review 136 (4B): B1224-B1232. 1964. Bibcode:1964PhRv..136.1224P. doi:10.1103/PhysRev.136.B1224. 
  3. Schutz, Bernard F. (1984). «Gravitational waves on the back of an envelope». American Journal of Physics 52 (5): 412. Bibcode:1984AmJPh..52..412S. doi:10.1119/1.13627. 
  4. Hulse, R. A.; Taylor, J. H. (1975). «Discovery of a pulsar in a binary system». The Astrophysical Journal 195: L51. Bibcode:1975ApJ...195L..51H. doi:10.1086/181708. 
  5. «The Nobel Prize in Physics 1993». Nobel Foundation. Consultado el 3 de mayo de 2014. 
  6. Stairs, Ingrid H. (2003). «Testing General Relativity with Pulsar Timing». Living Reviews in Relativity 6: 5. Bibcode:2003LRR.....6....5S. arXiv:astro-ph/0307536. doi:10.12942/lrr-2003-5. 
  7. LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration; Abbott, B. P.; Abbott, R.; Abbott, T. D.; Abernathy, M. R.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C. et al. (15 de junio de 2016). «GW151226: Observation of Gravitational Waves from a 22-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence». Physical Review Letters 116 (24): 241103. PMID 27367379. doi:10.1103/PhysRevLett.116.241103. 
  8. Moore, Christopher (19 de julio de 2013). «Gravitational Wave Detectors and Sources». Consultado el 17 de abril de 2014. 
  •   Datos: Q2392871

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Los sistemas binarios formados por dos objetos masivos que orbitan entre si son una fuente importante para la astronomia de onda gravitacional El sistema emite radiacion gravitacional a medida que orbita disipando energia y momento lo que causa que la orbita se contraiga 1 2 Se muestra aqui un sistema de enanas blancas binario una fuente importante para detectores espaciales como eLISA La fusion final de las enanas blancas puede resultar en una supernova representada por la explosion en el tercer panel La astronomia de ondas gravitacionales es una rama emergente de la astronomia observacional que pretende utilizar ondas gravitatorias diminutas distorsiones del espacio tiempo previstas por la teoria de la relatividad general de Einstein para recopilar datos observacionales sobre objetos tales como estrellas de neutrones y agujeros negros eventos como supernovas y procesos incluyendo los del universo temprano poco despues del Big Bang Las ondas gravitatorias tienen una solida base teorica fundamentada en la teoria de la relatividad Serian predichas por primera vez por Einstein en 1916 y aunque se deducen como una consecuencia especifica de la relatividad general son una caracteristica comun de todas las teorias de la gravedad que obedecen a la relatividad especial 3 La evidencia observacional indirecta de su existencia se registro por primera vez en 1974 a partir de las mediciones del pulsar binario de Hulse Taylor cuya orbita evoluciona exactamente como se esperaria para generar la emision de una onda gravitacional 4 Richard Hulse y Joseph Taylor fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisica de 1993 por este descubrimiento 5 Posteriormente se han observado muchos otros pulsares binarios incluyendo un sistema de pulsar doble donde se verifican todas las condiciones apropiadas predichas para la generacion de ondas gravitacionales 6 El 11 de febrero de 2016 se anuncio que LIGO habia observado directamente las primeras ondas gravitacionales en septiembre de 2015 La segunda observacion de las ondas gravitacionales se hizo el 26 de diciembre de 2015 y se anuncio el 15 de junio de 2016 7 Indice 1 Observaciones 1 1 Frecuencia alta 1 2 Frecuencia baja 2 Vease tambien 3 ReferenciasObservaciones EditarArticulo principal Deteccion de ondas gravitacionales Curvas de ruido para una seleccion de detectores gravitacionales ondulatorios como funcion de frecuencia En frecuencias muy bajas son pulsar cronometrando variedades el Pulsar europeo que Cronometra Variedad EPTA y el Pulsar Internacional futuro que Cronometra Variedad IPTA en las frecuencias bajas son espaciales detectores aguantados el anteriormente propuesto Interferometro Laser Antena Espacial LISA y el actualmente propuesto Interferometro de Laser evolucionado Antena Espacial eLISA y los detectores de frecuencias altas basados en tierra el Observatorio de ondas Gravitatorias por Interferometria Laser LIGO y su configuracion adelantada aLIGO Las fuentes de tension caracteristica de potencial astrofisico son tambien mostradas Para ser detectable la tension caracteristica de una senal tiene que ser por encima de la curva de ruido 8 Frecuencia alta Editar En 2015 el proyecto LIGO fue el primero en observar directamente las ondas gravitacionales utilizando interferometros laser Los detectores de LIGO observaron las ondas gravitacionales de la fusion de dos agujeros negros de masa estelar de acuerdo con las predicciones de la relatividad general Estas observaciones demostraron la existencia de sistemas binarios de agujeros negros de masa estelar y fueron la primera deteccion directa de ondas gravitatorias y la primera observacion de una fusion de agujeros negros binarios Este hallazgo se ha caracterizado como revolucionario en la ciencia debido a la verificacion de nuestra capacidad de utilizar la astronomia de la onda gravitacional para progresar en nuestra busqueda y exploracion de la materia oscura y del Big Bang Frecuencia baja Editar Un medio alternativo de observacion es el uso de arreglos de medicion de pulsares PTA Existen tres consorcios el European Pulsar Timing Array EPTA el Observatorio Nanohertziano Norteamericano de Ondas Gravitacionales NANOGrav y el Arreglo de Pulsos de Parkes PPTA que cooperan como el Pulsar Timing Array Internacional Estos usan radiotelescopios existentes pero como son sensibles a las frecuencias en el rango de los nanohercios muchos anos de observacion son necesarios para detectar una senal y la sensibilidad del detector mejora gradualmente Los limites actuales se aproximan a los esperados para las fuentes astrofisicas Vease tambien EditarFiltro adaptado Deteccion de ondas gravitacionales GW170104 LISA LIGO VIRGO DECIGO Fondo estocastico de ondas gravitacionalesReferencias Editar Gravitational Radiation from Point Masses in a Keplerian Orbit Physical Review 131 1 435 440 1963 Bibcode 1963PhRv 131 435P doi 10 1103 PhysRev 131 435 Gravitational Radiation and the Motion of Two Point Masses Physical Review 136 4B B1224 B1232 1964 Bibcode 1964PhRv 136 1224P doi 10 1103 PhysRev 136 B1224 Schutz Bernard F 1984 Gravitational waves on the back of an envelope American Journal of Physics 52 5 412 Bibcode 1984AmJPh 52 412S doi 10 1119 1 13627 Hulse R A Taylor J H 1975 Discovery of a pulsar in a binary system The Astrophysical Journal 195 L51 Bibcode 1975ApJ 195L 51H doi 10 1086 181708 The Nobel Prize in Physics 1993 Nobel Foundation Consultado el 3 de mayo de 2014 Stairs Ingrid H 2003 Testing General Relativity with Pulsar Timing Living Reviews in Relativity 6 5 Bibcode 2003LRR 6 5S arXiv astro ph 0307536 doi 10 12942 lrr 2003 5 LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration Abbott B P Abbott R Abbott T D Abernathy M R Acernese F Ackley K Adams C et al 15 de junio de 2016 GW151226 Observation of Gravitational Waves from a 22 Solar Mass Binary Black Hole Coalescence Physical Review Letters 116 24 241103 PMID 27367379 doi 10 1103 PhysRevLett 116 241103 Se sugiere usar numero autores ayuda Moore Christopher 19 de julio de 2013 Gravitational Wave Detectors and Sources Consultado el 17 de abril de 2014 Datos Q2392871Obtenido de https es wikipedia org w index php title Astronomia de onda gravitacional amp oldid 134825024, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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