Què són les ones gravitacionals?
El febrer de 2016, l’equip del LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory, ‘Observatori d’ones gravitatòries per interferometria làser’) ha anunciat que ha detectat ones gravitatòries d’una fusió de forat negre.
Des que Einstein esmentés per primera vegada les ones gravitacionals en la seva Teoria de la Relativitat General, la ciència porta més de cent anys tractant de demostrar la seva existència. Què són aquestes ones i per què són tan importants?
Tot comença amb el teixit de l’espai-temps. Si imaginem aquest teixit com un gegantesc llit elàstic, és fàcil imaginar que els objectes deformen la seva superfície i que, com més massa té l’objecte, més profunda i àmplia és la deformitat que causa en la superfície llisa.
Aquesta és la raó per la qual els objectes menys massius tendeixen a girar al voltant dels grans o a veure’s afectats per ells. Si després de posar una bola de bitlles sobre el llit elàstic, posem una pilota de tennis a rodar, aquesta ho farà girant al voltant de la primera com un planeta gira al voltant d’un estel.
Massa + velocitat = ones
Les ones gravitacionals es produeixen quan aquests objectes massius es mouen a gran velocitat. De nou, és fàcil imaginar com es mouria el llit elàstic si dues boles de bitlles descrivissin cercles ràpidament sobre la seva superfície. Les ondulacions es desplacen com les ones en la superfície d’un estany. Tots els cossos que tenen massa generen aquestes ones, però la gravetat és una força molt feble en l’escala de l’univers, per la qual cosa només serien detectables les ones causades per objectes realment massius.
Si aquestes ones realment existeixen (i tot apunta al fet que sí, encara que encara no s’hagin demostrat de manera directa) haurien de produir una subtil variació en el teixit de l’espai temps fent que la distància entre dos punts s’allargui i es contregui de manera imperceptible per a l’ésser humà. La millor forma de mesurar aquestes variacions és utilitzar la llum.
Si el teixit de l’espai-temps sofreix una alteració, la llum deuria trigar més o menys temps a viatjar entre dos punts. Aquesta és, en essència la tècnica que utilitzen en l’Observatori LIGO, que consta de diversos túnels de quatre quilòmetres pels quals es disparen làsers per tractar de mesurar les variacions que introdueixen les ones gravitacionals.
Provar l’existència d’aquestes ones significa obrir la porta a una manera completament nova d’explicar l’univers que ens pot ajudar a desentranyar nombrosos misteris de la física, des del big-bang als forats negres. És un descobriment tan fonamental que pot canviar la nostra manera de fer ciència en poc temps. Per això és tan important.
Font: Gizmodo