Los científicos notaron por primera vez las tenues ondas causadas por el movimiento de los agujeros negros que estiran y aprietan suavemente todo en el universo.
El miércoles informaron que pudieron «escuchar» lo que se llama ondas gravitacionales de baja frecuencia: cambios en la estructura del universo que son generados por objetos masivos que se mueven y chocan en el espacio.
dijo Maura McLaughlin, codirectora de NANOGrav, la colaboración de investigación que publicó los hallazgos en Cartas de revistas astrofísicas.
Einstein predijo que cuando los objetos realmente pesados se mueven a través del espacio-tiempo, el tejido de nuestro universo, crean ondas que se propagan a través de ese tejido. Los científicos a veces comparan estas ondas con la música de fondo del universo.
En 2015, los científicos usaron un experimento llamado LIGO para detectar ondas gravitacionales por primera vez y demostraron que Einstein tenía razón. Pero hasta ahora, estos métodos solo han podido captar ondas de alta frecuencia, explicó Chiara Mingarelli de Nanograph, astrofísica de la Universidad de Yale.
Mingarelli dijo que estos «chirridos» rápidos provienen de momentos específicos cuando los agujeros negros jóvenes y las estrellas muertas chocan entre sí.
En las últimas investigaciones, los científicos han estado buscando ondas con frecuencias mucho más bajas. Estas ondas lentas pueden tardar años o incluso décadas en subir y bajar, y pueden provenir de algunos de los objetos más grandes de nuestro universo: agujeros negros supermasivos miles de millones de veces más masivos que nuestro sol.
Las galaxias de todo el universo chocan y se fusionan constantemente. Cuando esto sucede, los científicos creen que los agujeros negros supermasivos en el centro de estas galaxias también se reúnen y se ven atrapados en un baile antes de colapsar entre sí, explicó Zabolcs-Marca, astrofísica de la Universidad de Columbia que no participó en la investigación.
Los agujeros negros envían ondas gravitacionales mientras orbitan estos pares, conocidos como binarios.
«Los binarios de agujeros negros supermasivos, que se orbitan lenta y silenciosamente entre sí, son las notas y el bajo de una ópera cósmica», dijo Marca.
No hay herramientas en la Tierra que puedan atrapar las ondas de estos gigantes. «Tuvimos que construir un detector del tamaño aproximado de una galaxia», dijo Michael Lamm, investigador de NANOGrav del Instituto SETI.
Los resultados publicados esta semana incluyeron 15 años de datos de NANOGrav, que utiliza telescopios en América del Norte para buscar ondas. Otros equipos de cazadores de ondas gravitacionales de todo el mundo también han publicado estudios, incluso en Europa, India, China y Australia.
Los científicos han apuntado telescopios a estrellas muertas llamadas púlsares, que envían destellos de ondas de radio a medida que giran por el espacio como balizas.
Estas ráfagas son tan regulares que los científicos saben exactamente cuándo se supone que las ondas de radio llegarán a nuestro planeta, «como un reloj perfectamente regular en el espacio», dijo Sarah Vigeland, MD, astrofísica de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee. . Pero cuando las ondas gravitacionales deforman el tejido del espacio-tiempo, en realidad cambian la distancia entre la Tierra y estos púlsares, expulsando ese púlsar estable.
Al analizar los cambios sutiles en la tasa de tictac de diferentes púlsares, con algunos púlsares apareciendo un poco antes y otros después, los científicos pudieron decir que las ondas gravitacionales estaban pasando a través de ellos.
El equipo de NANOGrav monitoreó 68 púlsares en el cielo utilizando el telescopio Green Bank en West Virginia, el telescopio Arecibo en Puerto Rico y el Very Large Array en Nuevo México. Otros equipos han encontrado evidencia similar de docenas de otros púlsares, que han sido detectados por telescopios de todo el mundo.
Hasta ahora, este método no ha podido rastrear exactamente de dónde provienen estas ondas de baja frecuencia, dijo Mark Kamionkowski, astrofísico de la Universidad Johns Hopkins que no participó en la investigación.
En cambio, dijo Kamionkovsky, revela el zumbido constante que nos rodea, como cuando estás parado en medio de una fiesta, «oirás a todas estas personas hablando, pero no escucharás nada en particular».
El ruido de fondo que encontraron es «más fuerte» de lo que esperaban algunos científicos, dijo Mingarelli. Esto podría significar que hay más fusiones de agujeros negros en el espacio o más grandes de lo que pensábamos, o apuntar a otras fuentes de ondas gravitacionales que podrían desafiar nuestra comprensión del universo.
Los investigadores esperan que continuar estudiando este tipo de ondas gravitacionales pueda ayudarnos a aprender más sobre los objetos más grandes de nuestro universo. Marca dijo que podría abrir nuevas puertas a la «arqueología cosmológica» que puede rastrear la historia de los agujeros negros y las galaxias que se fusionan a nuestro alrededor.
“Estamos comenzando a abrir esta nueva ventana al universo”, dijo Vigeland.
más información:
Gabriella Agazie et al., Conjunto de datos NANOGrav de 15 años: Evidencia del fondo de ondas gravitacionales, Cartas de revistas astrofísicas (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/acdac6
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