As ondas gravitacionais son perturbacións no tecido do espazo-tempo producidas pola aceleración de obxectos masivos, como a espiralización e fusión de sistemas binarios de buratos negros ou estrelas de neutróns, e propáganse desde a súa fonte á velocidade da luz. Foron predicidas por Albert Einstein en 1916 como consecuencia directa da teoría da relatividade xeral. Estas ondas transportan enerxía en forma de radiación gravitatoria e provocan pequenas distorsións no espazo-tempo, comprimindo e estirando os obxectos ao seu paso en proporcións menores ca o ancho dun protón. A diferenza das ondas electromagnéticas, interactúan moi feblemente coa materia, polo que poden atravesar o universo practicamente sen impedimentos e achegar información sobre fenómenos invisibles para telescopios ópticos ou de radio.
A súa existencia foi confirmada indirectamente en 1974 mediante a observación do púlsar binario PSR B1913+16, cuxo decaemento orbital coincidía coas predicións da relatividade xeral sobre perda de enerxía por radiación gravitatoria, o que valeu o Premio Nobel de Física de 1993 a Russell Hulse e Joseph Taylor. A detección directa produciuse un século despois da predición de Einstein, cando o Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) anunciou o 11 de febreiro de 2016 a observación do sinal GW150914, rexistrado o 14 de setembro de 2015. Este sinal procedía da fusión de dous buratos negros duns 30 soles de masa cada un, a uns 1.300 millóns de anos luz, dando lugar a un burato negro final de 62 masas solares. Este descubrimento validou a relatividade xeral en condicións extremas e inaugurou a astronomía de ondas gravitacionais.
De cara ao futuro, a astronomía de ondas gravitacionais continúa a expandirse con melloras nos detectores actuais e novos proxectos como a Laser Interferometer Space Antenna (LISA), prevista para 2035, que observará ondas de baixa frecuencia procedentes de buratos negros supermasivos. Tamén se desenvolven observatorios terrestres de terceira xeración como o Einstein Telescope e o Cosmic Explorer, que permitirán detectar sinais a distancias cosmolóxicas. Ademais, redes de temporización de púlsares ofreceron en 2023 indicios dun fondo estocástico de ondas gravitacionais de baixa frecuencia, abrindo unha nova xanela para a chamada astronomía de nanohertz.
Definición As ondas gravitacionais son perturbacións transversais no tensor métrico do espazo-tempo, xeradas pola aceleración de obxectos masivos dentro do marco da relatividade xeral. Maniféstanse como oscilacións que fan que as distancias entre masas de proba en caída libre se compriman e se estiren alternativamente en direccións perpendiculares á súa propagación. Representan así unha dimensión dinámica da gravidade, onde o propio espazo-tempo actúa como medio de propagación.
Predicións históricas O concepto de ondas gravitacionais xurdiu a comezos do século XX cando os físicos intentaban estender as ideas de propagación de ondas do electromagnetismo á gravidade. En 1905, Henri Poincaré suxeriu que os efectos gravitatorios poderían propagarse como ondas á velocidade da luz, de maneira análoga ás ondas electromagnéticas, nunha presentación ante a Academia Francesa de Ciencias. Esta intuición anticipaba a necesidade dunha teoría relativista da gravidade na que as perturbacións se propagasen cunha velocidade finita, fronte á acción instantánea proposta pola mecánica newtoniana.
Notas
Categoría:Relatividade