¿Qué son las ondas gravitacionales?
Summary
TLDREl guion explora la teoría de la relatividad general de Einstein, explicando que la gravedad es el resultado de la deformación del espacio-tiempo. Se describe cómo la colisión de dos agujeros negros generó la primera onda gravitacional detectada por LIGO en 2015. Este descubrimiento no solo confirma la teoría de Einstein, sino que también abre una nueva ventana para observar el universo, más allá de las limitaciones de la observación a través de la luz electromagnética, permitiendo investigar el origen del universo y su evolución.
Takeaways
- 🌌 La teoría general de la relatividad, publicada por Albert Einstein en 1915, describe la gravedad como una deformación del espacio-tiempo y no como una fuerza.
- 🌀 Las ondas gravitacionales son perturbaciones del espacio-tiempo que viajan a la velocidad de la luz, causadas por eventos de alta energía como colisiones de agujeros negros.
- 🔍 La detección de ondas gravitacionales es extremadamente difícil debido a su debilidad y a que solo se producen en eventos de gran energía.
- 🕳 La analogía de la lona elástica ayuda a entender cómo la masa distorsiona el espacio-tiempo, aunque no es perfecta ya que el espacio es tridimensional.
- 🔧 Los interferómetros son dispositivos precisos que miden la interferencia de la luz para detectar las mínimas perturbaciones del espacio-tiempo.
- 📡 El 14 de septiembre de 2015, LIGO detectó por primera vez una onda gravitacional, causada por la colisión de dos agujeros negros, lo que confirmó una predicción de la teoría de Einstein.
- 🌟 La detección de ondas gravitacionales abre una nueva forma de observar el universo, complementando y ampliando nuestras capacidades más allá de la luz electromagnética.
- 🌌 La observación de ondas gravitacionales puede permitirnos entender mejor los eventos del Big Bang y el período opaco del universo temprano.
- 🔭 El futuro de la observación de ondas gravitacionales incluye misiones como LISA, que se desplegarán en el espacio para mejorar nuestra comprensión del cosmos.
- 🏆 Este avance en la detección de ondas gravitacionales podría ser considerado para el Premio Nobel, destacando su importancia en la física y la astronomía.
- 🔮 La exploración del universo a través de ondas gravitacionales tiene el potencial de transformar nuestra comprensión del cosmos y revelar más misterios del universo.
Q & A
¿Qué es una onda gravitacional?
-Una onda gravitacional es una perturbación del espacio-tiempo que viaja a la velocidad de la luz, generada por eventos de alta energía como colisiones de agujeros negros o estallidos de supernovas.
¿Por qué la gravedad no es considerada una fuerza en la teoría general de la relatividad de Einstein?
-En la teoría general de la relatividad, la gravedad no es una fuerza sino el efecto de la deformación del espacio-tiempo causada por la presencia de masa.
¿Qué es la analogía de la lona elástica en el contexto de la relatividad general?
-La analogía de la lona elástica se utiliza para ilustrar cómo la masa distorsiona el espacio-tiempo, similar a cómo un objeto pesado en una lona elástica causaría una depresión que alteraría el movimiento de otros objetos.
¿Cuál fue la predicción de Einstein que tardó más en ser confirmada?
-La predicción de ondas gravitacionales fue la que tardó más en ser confirmada, debido a la debilidad de estas ondas y la necesidad de eventos de alta energía para su generación.
¿Por qué es difícil detectar ondas gravitacionales?
-Es difícil detectar ondas gravitacionales porque la gravedad es la fuerza más débil del universo, lo que hace que las perturbaciones que generan sean muy sutiles y requieran eventos de gran energía para ser observadas.
¿Qué son los interferómetros y cómo se utilizan para detectar ondas gravitacionales?
-Los interferómetros son dispositivos precisos que miden diferencias en distancias utilizando el principio de interferencia de la luz. Dividen un haz de luz en dos y observan cómo se combinan en una pantalla, lo que permite detectar cambios minúsculos en la longitud de los brazos del interferómetro debido a la influencia de ondas gravitacionales.
¿Qué evento histórico fue detectado el 14 de septiembre de 2015 por LIGO?
-El 14 de septiembre de 2015, LIGO detectó la colisión de dos agujeros negros, lo que generó la primera onda gravitacional detectada en la historia de la humanidad.
¿Cómo cambió este descubrimiento la forma en que observamos el universo?
-Este descubrimiento abrió una nueva era en la observación del universo, permitiendo explorar fenómenos que no emiten luz electromagnética y adentrarnos en periodos del universo que antes eran inaccesibles, como justo después del Big Bang.
¿Qué es el experimento LISA y cómo se relaciona con la detección de ondas gravitacionales?
-El experimento LISA (Laser Interferometer Space Antenna) es una misión espacial que busca detectar ondas gravitacionales a través de interferometría, ampliando nuestra capacidad para observar el universo más allá de la luz electromagnética.
¿Por qué es importante la detección de ondas gravitacionales para la comprensión del origen del universo?
-La detección de ondas gravitacionales es importante porque permite observar eventos y períodos del universo que no son visibles a través de la luz electromagnética, como el periodo temprano después del Big Bang, lo que puede aportar información valiosa sobre los orígenes del cosmos.
Outlines
🌌 Introducción a las ondas gravitacionales
El primer párrafo introduce el concepto de las ondas gravitacionales, una predicción de la teoría general de la relatividad de Einstein publicada en 1915. La gravedad se describe como el efecto de la deformación del espacio-tiempo, y no como una fuerza. La analogía de una lona elástica se utiliza para explicar cómo la masa distorsiona el espacio-tiempo, afectando el movimiento de otros cuerpos. Se menciona que la detección de estas ondas es difícil debido a la debilidad de la fuerza gravitacional y la necesidad de eventos de alta energía, como colisiones de agujeros negros o supernovas, para generar perturbaciones observables. Además, se destaca la importancia de los interferómetros como herramientas de detección de estas ondas, que funcionan mediante la interferencia de la luz y la medición de diferencias de distancias.
🔭 La detección de ondas gravitacionales y su significado
El segundo párrafo narra el histórico evento del 14 de septiembre de 2015, cuando se detectó por primera vez una onda gravitacional, resultado de la colisión de dos agujeros negros. Este descubrimiento confirma la teoría de Einstein y abre una nueva ventana para observar el universo más allá de la luz electromagnética. Se discute cómo las ondas gravitacionales pueden proporcionar información sobre eventos cósmicos que no es posible obtener a través de la luz, como el periodo opaco del Big Bang. Además, se menciona el futuro del experimento LISA, que buscará detectar ondas gravitacionales desde el espacio, y se sugiere que este avance podría ser reconocido con un Premio Nobel.
Mindmap
Keywords
💡Onda gravitacional
💡Teoría general de la relatividad
💡Espacio-tiempo
💡Interferómetro
💡Colisión de agujeros negros
💡LIGO
💡Big Bang
💡Onda electromagnética
💡LISA
💡Perturbación
💡Astronomía
Highlights
Se detectan por tercera vez ondas gravitacionales, evidenciando un fenómeno teórico predicho por Einstein.
La teoría general de la relatividad de Einstein describe la gravedad como una deformación del espacio-tiempo.
La Tierra atrae debido a la deformación del espacio-tiempo y no a una fuerza invisible.
La analogía de la lona elástica ilustra cómo la masa distorsiona el espacio-tiempo.
La gravedad es la fuerza más débil, lo que hace que las ondas gravitacionales sean difíciles de detectar.
Las ondas gravitacionales se producen por la variación de masa, como en colisiones de agujeros negros o supernovæ.
La detección de ondas gravitacionales requiere eventos de alta energía a grandes distancias cósmicas.
Las interferómetros son detectores precisos que utilizan la interferencia de la luz para medir ondas gravitacionales.
El 14 de septiembre de 2015, se detectó la primera onda gravitacional debido a la colisión de dos agujeros negros.
La detección de ondas gravitacionales abre una nueva forma de observar y explorar el universo.
Las ondas gravitacionales permiten observar eventos cósmicos que no emiten luz, como los agujeros negros.
El uso de ondas gravitacionales puede revelar información sobre el periodo opaco del Big Bang.
El experimento LISA en el espacio es una futura misión para observar ondas gravitacionales desde afuera de la atmósfera terrestre.
La detección de ondas gravitacionales representa una nueva era en la exploración del cosmos.
El descubrimiento de ondas gravitacionales podría ser un candidato al premio Nobel.
Transcripts
00:00Hola hijos de Einstein, ¿listos para un lavado cerebral? Bien, bien, bien...
00:06se detectan por tercera vez ondas gravitacionales pero ¿qué es una onda
00:11gravitacional?
00:26En 1915 Albert Einstein publica la teoría general de la relatividad una
00:31teoría íntegrada del movimiento, la materia, el espacio y el tiempo
00:34donde la gravedad no es una fuerza sino los efectos del cambio de
00:39movimiento que tiene un cuerpo debido a la deformación del espacio-tiempo
00:44Es decir la Tierra no te atrae debido a una fuerza invisible que está todo
00:48el tiempo tirando de ti sino que la tierra están deformando el espacio
00:52tiempo y es esta deformación del espacio tiempo la que afecta el movimiento
00:55tuyo haciendo que sientas la atracción hacia el centro de la Tierra.
00:59Vale, vale cerebrito, más despacio, tranquilo tengo aquí un video donde
01:03explicó esto con un poquito más de calma. ¿Ya? Pues seguimos. Esta teoría cuyos
01:07efectos han sido demostrados en numerosas ocasiones muestra el espacio
01:11tiempo como una entidad flexible que se puede
01:13moldear. Normalmente se usa la analogía de una lona elástica
01:18Al colocar una masa sobre la lona esta distorsiona su superficie
01:20generando una depresión, cualquier objeto que se acerque a este lugar verá
01:24su movimiento alterado por la propia distorsión. Ojo hay que tener en cuenta
01:29que esta analogía no es perfecta. Habría que imaginar que es el espacio
01:33tridimensional el que es alabado o flexionado, algo imposible de ver con
01:38nuestros cerebros tridimensional. Así que la gravedad no es más que un
01:42efecto de la distorsión del espacio-tiempo sobre los cuerpos
01:46Los cuerpos distorsionan el espacio y es el espacio distorsionando el que
01:50hace que se modifique el movimiento de los cuerpos. Genial. Entonces si yo quito
01:54ese cuerpo pesado de forma repentina de la lona ¿que sucederá?
01:58El espacio-tiempo alabado tenderá a recuperar su estado original generando
02:02una perturbación que viajará por el espacio a la velocidad de la luz.
02:06Es una perturbación del espacio y del tiempo una onda de espacio y tiempo
02:10es decir, si yo de repente quitara el sol de su lugar, el sol que se encuentra a 8
02:15minutos luz de nosotros tardaríamos exactamente ocho minutos en enterarnos
02:20de que algo así ha sucedido. Esta perturbación viaja en forma de onda, de
02:24onda de gravedad. Esta, grosso modo, es la teoría general de la relatividad
02:28general de Albert Einstein, una teoría cuyas predicciones se han ido cumpliendo
02:32a lo largo del tiempo, todas excepto una, la de las ondas
02:38gravitacionales. ¿Pero por qué se ha tardado más de un
02:40siglo en conseguir esta demostración? Por lo difícil que es detectar estas
02:45ondas. En primer lugar porque la gravedad es la fuerza más débil de todas.
02:49Es terriblemente débil lo que hace que sus perturbaciones sean débiles también
02:54por lo que hay que esperar a eventos de grandísima energía, muy, muy grande,
02:59para que podamos observar sus efectos. En segundo lugar porque lo que produce la
03:03perturbación no es la masa sino la variación de masa. A mí de nada me
03:09sirve tener una estrella hermosa, grande, masiva, estable,
03:14yo lo que quiero es un cataclismo cósmico que genere una grandísima
03:17variación de masa o energía como una colisión de agujeros negros o el
03:21estallido de una supernova. Sumando estas dos ideas uno se da cuenta de que no
03:25basta con mirar es nuestros alrededores aquí en el sistema solar sino que
03:29habrá que buscar en las profundidades del cosmos para encontrar algo así.
03:33Algo que estará a miles de millones de años luz de distancia de nuestra posición
03:37Claro estas perturbaciones caen con el cuadrado de la distancia por lo que se
03:41pueden imaginar lo que nos llega después de vaios miles de millones de
03:45años luz recorrido. Prácticamente una millonésima parte del diámetro del
03:49un átomo. Detectar algo así es como esperar
03:52tirar una piedra en la costa de México y observar una olita que se genera en la
03:57costa de España, algo imposible ¿verdad? Pues sin embargo sí se ha conseguido
04:01gracias a unos detectores súper precisos los interferómetros.
04:06interferometría es una práctica que se aprovecha de un fenómeno conocido como
04:10interferencia la luz es una onda formada por picos y valles. Si tu divides un haz de luz
04:15en dos haces idénticos y los haces colisionar en una pantalla
04:18puedes hacer que las dos ondas lleguen desfasadas y se cancelen mutuamente
04:23Esto ocurre porque las ondas llegan en un fase es decir a la vez. Desde el
04:26momento que atrasamos o adelantamos la llegada de uno de los haces ya no
04:30llegan en fase a la vez por lo que se genera una mancha de luz en la pantalla.
04:34¿Se dan cuenta? Es una forma muy precisa de medir
04:37distancias o mejor aún medir diferencias de distancias.
04:41Entonces coloquemos dos brazos muy largos y perpendiculares entre sí como
04:45se está viendo en esta figura de aquí, muy bien. Ahora sólo hay que dividir en dos
04:50un haz de luz laser, hacer que cada uno de los
04:52haces recorra uno de los brazos y se vuelvan a juntar tras esto en una
04:57pantalla. Claro diseñamos el dispositivo para
04:59que tenga exactamente los brazos iguales, ¿pero qué pasaría si por un mínimo
05:03período de tiempo uno de estos brazos se acortara o se
05:07alargara? Sí, lo has adivinado aparecería de
05:10nuevo la mancha de luz. De modo que hemos encontrado una forma de detectar ondas
05:15de espacio y tiempo, ondas gravitacionales. El 14 de septiembre de
05:202015 se observó una pequeña distorsión en los interferómetros de
05:23Louisiana y Washington del experimento LIGO. Se trataba nada más y nada
05:28menos de la colisión de dos agujeros negros de 29 y 36 masas solares
05:33hace más de 1.300 millones de años generando una onda gravitacional
05:38equivalente a la masa de tres soles produciendo la primera onda
05:42gravitacional detectada de la historia de la humanidad.
05:46Pero no se dejen engañar del todo la importancia de este descubrimiento y del
05:50descubrimiento de hoy no está tanto en que se confirme la teoría de Einstein
05:54ni siquiera de que se pueda observar un evento así. La verdadera importancia
05:58está en el hecho de que abre una nueva vía para observar y explorar el
06:04universo. Tradicionalmente se ha observado el
06:06universo con el ojo por medio de telescopios, luz fin y al cabo. Con ello
06:11hemos aprendido muchísimo. Pero esto tiene sus limitaciones.
06:15Por esto poco a poco se han ido desarrollando tecnologías que nos
06:18permiten detectar otros tipos de luz como ondas de radio o rayos x, con los
06:23cuales hemos podido observar el universo de otra manera resolviendoun
06:27grandísimos enigmas sobre el cosmos. p Pero esto a su vez presenta muchísimas
06:30limitaciones. Por un lado hay muchos cuerpos que no
06:33desprende ningún tipo de luz como los agujeros negros
06:36Por otro hay muchos cuerpos que absorben la luz y evitan que llegue hasta
06:40nosotros, esto es algo parecido a lo que ocurrió al inicio del universo, en el
06:45Big Bang. Durante los primeros trescientos mil años el universo era completamente
06:48opcao a la luz, por eso es imposible obtener ninguna
06:52información del universo previo hasta edad usando las ondas electromagnéticas
06:56sin embargo usando las ondas gravitacionales podemos adentrarnos en
07:00este periodo y entender un poquito más los misterios sobre el origen del
07:03universo. Es por eso que se seguirá observando
07:05con interferómetros como el de LISA, un experimento brutal que será desplegado
07:09en el espacio. Estamos como pueden ver ante una nueva era de la exploración
07:13del universo que puede cambiar completamente la forma en que entendemos
07:16nuestro cosmos y posiblemente ante uno de los principales candidatos a
07:21ganador del premio Nobel de este año ¿será así?
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