Reanudan la búsqueda de ondas gravitacionales de supernovas

Recordemos, a finales de 2015, la comunidad científica celebró el centenario de la formulación de Einstein de su teoría de la gravedad. Lo que algunos investigadores ya saben, pero han mantenido en secreto, es que, poco antes, los detectores de ondas gravitacionales LIGO en los Estados Unidos realizaron la primera detección directa en la Tierra del paso de un flujo de ondas gravitacionales. Distorsionan la geometría del espacio-tiempo como lo haría una onda en la superficie del agua o en un medio elástico, como las que hay en el interior de nuestro planeta azul cuando pasan las ondas sísmicas.

A principios del año siguiente, la noosfera finalmente se enteró de que la era de la astronomía de ondas gravitacionales había comenzado el 14 de septiembre de 2015 con el descubrimiento de la fuente de ondas gravitacionales GW150914, un GW en la Tierra. onda gravitacional, en Inglés. El análisis de la señal fue realizado por miembros de la colaboración Ligo, pero también de Virgo en Europa. La señal detectada por LIGO provino de eventos recientes cuando dos agujeros negros de masa estelar, formando un par binario, se acercaron en espiral y luego se fusionaron en una estrella compacta (ver videos a continuación). Hay que recordar que Francia e Italia están muy involucradas teórica y observacionalmente en el estudio de las ondas gravitacionales utilizando el detector Virgo, como lo demuestra la concesión de una de las medallas de oro del CNRS a Alain Brillet y Thibault d’Amore, además de la presencia de grandes equipos trabajando en laboratorios como LAPP (Laboratorio de física de partículas Ansie) o el Observatorio de la Costa Azul (OCA) en Niza, artemisa.

Mostrar vídeo de Virgo y la búsqueda de ondas gravitacionales. ©CNRS

De Ligo a Kagra y al futuro eLisa

Futura aprovechó para entrevistar varias veces a uno de los miembros de Artemis, el astrofísico Olivier Minazzoli, quien también trabaja en el Centro de Ciencias de Mónaco. Nos dio, por ejemplo, varias explicaciones sobre la posibilidad de probar la teoría de supercuerdas con Virgo y LIGO, así como la posibilidad de obtener pruebas muy convincentes de la existencia de agujeros negros al resaltar la influencia de los llamados modos cuasi-normales en el espectro de ondas gravitacionales producido por la fusión de dos agujeros dos negros.

Los creadores de Ligo en Estados Unidos, los físicos estadounidenses Rainer Weiss y Kip S. Ligo y Virgo iban, en los años siguientes, a descubrir varias colisiones de fuentes de ondas gravitacionales, la fusión de dos agujeros negros, la colisión de dos estrellas de neutrones , y muy raramente colisiones entre agujeros negros y estrellas de neutrones. No se trata de eventos que involucren agujeros negros supermasivos o de masa intermedia, hay que esperar al horizonte de la tercera década del presente siglo. Detector en el espacio eLisa.

Entre cada campaña de búsqueda, los detectores se actualizan para volverse más sensibles y, por lo tanto, capaces de detectar eventos más distantes y extraer información más precisa sobre estos eventos, como masas, momentos angulares y la rotación adecuada de los agujeros negros. Impuso nuevas restricciones a las teorías relativistas de alternativas gravitacionales a la teoría de Einstein.

Estas actualizaciones requieren períodos de descanso y, debido a la pandemia de Covid-19, Ligo, Virgo y también su primo japonés Kagra no han visto nada desde 2020. Cogiendo olas. Virgo estará un poco retrasado porque no se unirá a Ligo en su búsqueda hasta el final del verano, o incluso principios del otoño de 2023. El Kagra también ha reanudado su caza, el mismo día que Ligo, lo que significa este 24 de mayo de 2023.

Ligo y la búsqueda de ondas gravitacionales 1. Para una traducción al francés más o menos precisa, haga clic en el rectángulo blanco en la parte inferior derecha. A continuación, debería aparecer la traducción al inglés. Luego haga clic en la tuerca a la derecha del rectángulo, luego haga clic en Subtítulos y finalmente en Subtitular automáticamente. Elija «Francés». © Laboratorio LIGO Caltech: MIT

Fusiones de agujeros negros y supernovas

Por lo tanto, se ha aumentado la sensibilidad de Ligo, de modo que los instrumentos deberían poder detectar colisiones de agujeros negros cada dos o tres días en promedio en lugar de una vez por semana.

Los investigadores ahora esperan detectar las ondas gravitacionales liberadas cuando una estrella comienza a colapsar, lo que hará que explote como una supernova. Esta detección actualmente se limita a la Vía Láctea, pero tenemos buenas esperanzas de que tal evento probablemente se detecte antes de 2050, con un poco de suerte.

El programa de estudio también incluye la detección de ondas emitidas por la rotación de estrellas de neutrones debido a la presencia de «montañas» en su superficie. Una esfera perfecta no puede emitir estas ondas según la teoría de Einstein.

Estos últimos desarrollos son posibles en particular con el uso de láseres con ondas electromagnéticas «comprimidas». Se trata de técnicas para preparar un rayo láser de fotones reduciendo al máximo el ruido cuántico creado en particular por la famosa desigualdad de Heisenberg.

Lego y la búsqueda de ondas gravitacionales II. Para una traducción al francés más o menos precisa, haga clic en el rectángulo blanco en la parte inferior derecha. A continuación, debería aparecer la traducción al inglés. Luego haga clic en la tuerca a la derecha del rectángulo, luego haga clic en Subtítulos y finalmente en Subtitular automáticamente. Elija «Francés». © Laboratorio LIGO Caltech: MIT

Para concluir este artículo, recordemos Un libro para niños sobre astronomía de ondas gravitacionales.. Estamos en deuda con dos famosos especialistas en esta nueva ciencia: Tania Regambau y Maire Sakellardo. Aquí está su breve reseña del libro.

« La idea de este libro nació en una playa de Niza en septiembre de 2017, dos años después de la primera detección de ondas gravitacionales. Este descubrimiento sacudió al mundo científico, siendo la confirmación definitiva de la teoría de Albert Einstein pero también porque marcó el comienzo de una nueva era en la astrofísica. El descubrimiento de las ondas gravitacionales ganó el Premio Nobel de Física 2017.

Como dos miembros de la colaboración que hizo este descubrimiento, teníamos ganas de transmitírselo a los niños. Luego imaginamos una historia espacial que involucraba a dos estrellas gemelas que se amaban tanto que se fusionaron para permanecer juntas para siempre.

De allí nació la primera historia de este libro que fue el comienzo de una nueva aventura para nosotros, ya que le siguieron tres historias más… «.