recopilación biblográfica de ondas Gravitatorias

1. 2019
PRUEBA DE SUFICIENCIA
EN COMPUTACION
RodrigoCordoba
[ONDA GRAVITACION]
Hace un siglo, Albert Einstein predijo en su Teoría General de la Relatividad, que el tejido espacio
temporal de que estaba formado el universo podría medirse a través de las ondulaciones produci-
das por eventos protagonizados por cuerpos de gran masa, como los agujeros negros. Pero falleció
sin poder demostrarlo.

2. Rodrigo Cordoba
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Contenido
Ondas Gravitacionales.................................................................................................................................................3
¿Qué son estas ondas gravitacionales?.....................................................................................................................4
Causa las ondas gravitacionales................................................................................................................................5
Detestación de las ondas gravitatorias......................................................................................................................6
Comportamiento de las ondas gravitacionales ..........................................................................................................7
¿De dónde vienen?..................................................................................................................................................7
Importancia de las ondas gravitacionales..................................................................................................................7
¿Qué se ha observado?............................................................................................................................................8
¿Qué es LIGO? ............................................................................................................................................................8
¿Qué pasará a partir de ahora?.............................................................................................................................9
Un experimento en EE UU asegura ser el primero en confirmar la existencia del "sonido del universo"
predicho por Albert Einstein ...............................................................................................................................10
Detector LIGO .................................................................................................................................................11
biblografia:...........................................................................................................................................................12

3. Rodrigo Cordoba
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Ondas Gravitacionales
A día de hoy, el sueño de Einstein se ha visto cumplido. La primera detección de ondas
gravitacionales se produjo a principios del año 2016, y desde entonces han tenido lugar
sucesivas detecciones que no han dejado de sumar puntos al marcador de la Relatividad.
Un descubrimiento histórico que se ha producido gracias a un proyecto de décadas, LIGO (Laser
Interferometer Gravitational-Wave Observatory), que utilizó un par de gigantescos interferómetros
láser para medir cómo la gravedad de la ola pasó por la Tierra. Rainer Weiss, Barry Barish y Kip
Thorne encabezaron el proyecto, lo que les ha llevado a ser galardonados con el Premio Nobel de
Física 2017.
La quinta detección de ondas gravitacionales, anunciada en octubre de 2017, es la más sorprendente
de toda la historia, dado que se ha producido, en lugar de por ondas, por luz; la luz de la fusión de
dos estrellas de neutrones, en lugar de las detecciones anteriores derivadas de los agujeros negros
que se habían realizado hasta el momento. Los agujeros negros no emiten luz, así que se esperaba
que las estrellas de neutrones pudieran provocar y detectar también este fenómeno físico, como
eventualmente se ha podido comprobar.

4. Rodrigo Cordoba
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La detección de ondas gravitacionales es un hito de la ciencia que marcará la hoja de ruta para
elaborar la nueva física.
¿Qué son estas ondas gravitacionales?
El divulgador científico Javier Santaolalla es ingeniero, doctor en física de partículas y antiguo
investigador en el CERN (Organización Europea para la que si tiras una piedra a un estanque.
Esa onda se propaga por todo el espacio y llega hasta nosotros; esa onda gravitacional es una onda
de espacio-tiempo. Y es precisamente como lo podemos medir, como un estiramiento Investigación
Nuclear), nos explica este concepto con una metáfora muy sencilla: el tejido espacio tiempo en
realidad es un tejido flexible que se puede doblar y se puede plegar.
Igual que una lona flexible, la puedes golpear. Si la golpeas con mucha fuerza, en el tejido se genera
una onda, igual o compresión del espacio-tiempo de forma local.
Para comprenderlo dicho fenómeno, contamos con expertos con el don de la palabra, como Javier
Santaolalla para que el lenguaje de la ciencia sea asequible para todos.
Las ondas gravitacionales son vibraciones en el espacio-tiempo, el material del que está hecho el
universo. En 1916, Albert Einstein reconoció que, según su Teoría General de la Relatividad, los
cuerpos más violentos del cosmos liberan parte de su masa en forma de energía a través de estas
ondas. El físico alemán pensó que no sería posible detectarlas debido a que se originan demasiado
lejos y serían imperceptibles al llegar a
la Tierra. Las ondas gravitacionales
curvan el tiempo y el espacio y viajan a
la velocidad de la luz
Einstein predijo que algo especial
sucede cuando dos cuerpos -como
planetas o estrellas- orbitan entre sí. Él
creía que este tipo de movimiento

5. Rodrigo Cordoba
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podría causar ondulaciones en el espacio. Estas ondulaciones se extenderían como las ondulaciones
en un estanque cuando una piedra es lanzada en ella. Los científicos llaman estas ondulaciones del
espacio las ondas gravitacionales.
Las ondas gravitatorias son invisibles. Sin embargo, son increíblemente rápidos. Viajan a la velocidad
de la luz (186.000 millas por segundo). Las ondas gravitacionales estrujan y estiran cualquier cosa en
su camino.1
Causa las ondas gravitacionales
Las ondas gravitacionales más potentes se crean
cuando los objetos se mueven a velocidades
muy altas. Algunos ejemplos de eventos que
podrían causar una onda gravitacional son:
 Cuando una estrella explota
asimétricamente (llamada supernova)
 Cuando dos estrellas grandes orbitan
entre sí
 Cuando dos agujeros negros orbitan entre
sí y fusionan
Sin embargo, estos tipos de objetos que crean
ondas gravitatorias están muy lejos. Y a veces, estos eventos sólo causan pequeñas y débiles ondas
gravitatorias. Entonces, las ondas son muy débiles cuando llegan a la Tierra. Esto hace que las
ondas gravitacionales sean difíciles de detectar.
1 https://spaceplace.nasa.gov/gravitational-waves/sp/

6. Rodrigo Cordoba
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En 2015, los científicos detectaron ondas gravitacionales por primera vez. Utilizaron un instrumento
muy sensible llamado Advanced LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Estas
primeras ondas gravitatorias ocurrieron cuando dos agujeros negros chocaron entre sí. La colisión
ocurrió hace 1,3 millones de años. Pero, las ondulaciones no llegaron a la Tierra hasta 2015!
La primera detección de ondas gravitacionales fue un evento muy importante en la ciencia. Antes de
esto, casi todo lo que sabíamos acerca del universo procedía del estudio de las ondas de luz. Ahora
tenemos una nueva forma de aprender sobre el universo-estudiando las ondas de gravedad.
Las ondas gravitacionales nos ayudarán a aprender muchas cosas nuevas sobre nuestro universo.
También podemos aprender más sobre la gravedad misma!
Detestación de las ondas gravitatorias

7. Rodrigo Cordoba
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Cuando una onda gravitacional pasa por la Tierra, comprime y estira el espacio. Advanced LIGO
puede detectar este estiramiento y la compresión. Cada observatorio LIGO tiene dos "brazos" cada
uno de más de 2 millas (4 kilómetros) de largo. Una onda gravitatoria que pasa hace que la longitud
de los brazos cambie ligeramente. El observatorio utiliza láseres, espejos e instrumentos
extremadamente sensibles para detectar estos pequeños cambios.
Comportamiento de las ondas gravitacionales
Son comparables a las ondas que se mueven en la superficie de un estanque o el sonido en el aire.
Las ondas gravitacionales deforman el tiempo y el espacio y, en teoría, viajan a la velocidad de la luz.
Su paso puede modificar la distancia entre planetas, aunque de forma muy leve. Como explica Kip
Thorne, uno de los pioneros en la búsqueda de estas ondas, estos efectos deben ser especialmente
intensos en las proximidades de la fuente, donde se producen "tormentas salvajes" que deforman el
espacio y aceleran y desaceleran el tiempo.
¿De dónde vienen?
Las explosiones estelares en supernovas, las parejas de estrellas de neutrones y otros eventos
producen ondas gravitacionales que tienen más energía que billones y billones de bombas atómicas.
La fusión de dos agujeros negros supermasivos es la fuente más potente de estas ondas que puede
haber, pero estos fenómenos no son muy frecuentes y además suceden a millones de años luz del
Sistema Solar. Para cuando las ondas llegan a nuestro vecindario son tan débiles que detectarlas
supone uno de los mayores retos tecnológicos a los que se ha enfrentado la humanidad.
Las frecuencias de algunas ondas coinciden con las del sonido, por lo que pueden traducirse para
ser escuchadas en forma de leves pitidos.
Importancia de las ondas gravitacionales

8. Rodrigo Cordoba
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Abren una nueva era en el conocimiento del universo. Hasta ahora toda la información que tenemos
del cosmos (solo conocemos el 5%) es por la luz en sus diferentes longitudes de onda: visible,
infrarroja, ondas de radio, rayos X… Las ondas gravitacionales2 nos dan un sentido más y permiten
saber qué está pasando allí donde hasta ahora no veíamos nada, por ejemplo, en un agujero negro.
La intensidad y la frecuencia de las ondas permitirá reconstruir qué sucedió en el punto de origen, si
las causó una estrella o un agujero negro, qué propiedades tienen esos cuerpos y entender mejor
esas tempestades en el espacio-tiempo de las que habla Thorne. También permiten saber si la
Teoría General de la Relatividad se mantiene vigente en los rangos de presión y gravedad más
intensos que pueden concebirse. Detectar estas ondas por primera vez es un hallazgo histórico que
probablemente reciba un premio Nobel de Física.
Este fenómeno permite saber qué está pasando allí donde hasta ahora no veíamos nada, por
ejemplo en un agujero negro
¿Qué se ha observado?
El anuncio consiste en que el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales
(LIGO), en EE UU, ha captado las ondas producidas por la fusión de dos agujeros negros. Sería la
primera vez que se captan ondas gravitacionales y esto sucede justo un siglo después de que
Einstein predijera su existencia. Hasta ahora solo había pruebas indirectas de estas ondas. En 1978,
Rusell Hulse y Joseph Taylor demostraron que un púlsar binario (dos estrellas orbitando juntas, una
de ellas un púlsar) estaban cambiando ligeramente su órbita debido a la liberación de energía en
forma de ondas gravitacionales en una cantidad idéntica a la que predecía la relatividad. Ambos
ganaron el Nobel de Física en 1993. En 2003 se confirmó que lo mismo sucede con otra pareja
estelar, en este caso de dos púlsares.
¿Qué es LIGO?
2 Este fenómeno permite saber qué está pasando allí donde hasta ahora no veíamos nada, por ejemplo en un
agujero negro

9. Rodrigo Cordoba
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Es un gran instrumento óptico de precisión desarrollado por los institutos tecnológicos de California
(Caltech) y Massachusetts, (MIT) y la Colaboración Científica LIGO3, en la que participan unos 1.000
investigadores de 15 países, incluida España. La instalación consta de dos detectores láser con
forma de L. Cada brazo de esa L tiene cuatro kilómetros y hay dos detectores idénticos, uno en
Luisiana y otro a 3.000 kilómetros en el estado de Washington.
Estos detectores llevan buscando ondas gravitacionales desde el año 2002. En septiembre de 2015
comenzó a funcionar el LIGO avanzado, una versión mejorada del detector que multiplica por 10 la
sensibilidad de los brazos láser y por tanto la distancia a la que pueden captar ondas gravitacionales.
En la actualidad son capaces de identificar diferencias en la longitud de los brazos láser equivalentes
a una diezmilésima parte del diámetro de un átomo, la medición más precisa jamás lograda por un
instrumento científico, según LIGO.
Se necesitan al menos dos detectores para evitar falsos positivos causados por cualquier vibración
local como terremotos, tráfico o fluctuaciones del propio láser. Al contrario que todos ellos, una onda
gravitacional causará una perturbación exactamente igual en Luisiana que en Washington.
LIGO puede identificar variaciones equivalentes a una diezmilésima parte del diámetro de un átomo,
la medición más precisa jamás lograda por un instrumento científico
¿Qué pasará a partir de ahora?
La búsqueda de ondas gravitatorias no ha hecho más que empezar. Con la configuración actual,
LIGO puede ver a una distancia de unos 1.000 millones de años luz de la Tierra. El equipo va a hacer
nuevas mejoras tecnológicas para aumentar su sensibilidad. En otoño de 2016 se espera que
comience a funcionar una versión mejorada de VIRGO, el detector europeo que debería captar
señales idénticas a LIGO. La Agencia Espacial Europea ya prepara LISA, un observatorio espacial
de ondas gravitacionales. A su vez, LIGO alcanzará su máxima potencia en 2020. Descubierta la
primera señal de ondas gravitacionales.
3 LIGO puede identificar variaciones equivalentes a una diezmilésima parte del diámetro de un átomo, la
medición más precisa jamás lograda por un instrumento científico

10. Rodrigo Cordoba
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Un experimento en EE UU asegura ser el primero en confirmar la existencia del "sonido del universo"
predicho por Albert Einstein
Según la Teoría General de la Relatividad hay objetos que convierten parte de su masa en energía y
la desprenden en forma de ondas que viajan a la velocidad de la luz y deforman a su paso el espacio
y el tiempo. La fuente de ondas gravitacionales por antonomasia es la fusión de dos agujeros negros
supermasivos, uno de los eventos más violentos que han existido después del Big Bang. El genio
alemán las predijo en 1916 pero también advirtió de que, si realmente hay fusiones de este tipo,
suceden tan lejos que sus vibraciones serían indetectables desde la Tierra.
Los responsables del Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO), en EE
UU, han anunciado hoy que han captado las ondas producidas por el choque de dos agujeros
negros, la primera detección directa que confirma la teoría de Einstein. El anuncio se ha hecho en
una conferencia de prensa celebrada en Washington y retransmitida por Internet. Los resultados
científicos han sido aceptados para su publicación en Physical Review Letters, según ha informado
en una nota en Instituto Tecnológico de California (Caltech).
Señoras y señores, hemos detectado las ondas gravitacionales. Lo hemos conseguido", ha
exclamado el director ejecutivo del LIGO, David Reitze. "Hemos tardado meses en ver que realmente
eran las ondas gravitacionales, pero lo que es verdaderamente emocionante es lo que viene
después, abrimos una nueva ventana al Universo", añadió.
La primera señal se captó el 14 de septiembre en los dos detectores idénticos de este experimento,
situados uno a 3.000 kilómetros del otro. La señal venía de una fusión que sucedió hace 1.300
millones de años y consistió en el violento abrazo de dos agujeros negros cuya masa es entre 29 y
36 veces mayor a la del Sol. Los dos agujeros se fundieron en uno liberando una energía equivalente
a tres masas solares, que salió despedida en forma de ondas gravitacionales en una fracción de
segundo. Y todo este proceso de masa transformándose en energía en fracciones de segundo lo
describe a la perfección la ecuación más famosa del mundo E=mc2 [La energía es igual a la masa
por la velocidad de la luz al cuadrado].
El hallazgo abre un nuevo camino en astronomía. Hasta el momento esta se ha centrado en la luz en
todas sus variantes conocidas, pero estas ondas son comparables al sonido y permiten estudiar
objetos que eran totalmente invisibles hasta ahora, especialmente los agujeros negros.

11. Rodrigo Cordoba
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Nuestros oídos empiezan a escuchar “la sinfonía del universo”, en palabras de Alicia Sintes, física de
la Universitat de les Iles Balears (UIB) y líder del único grupo español que ha participado en el
hallazgo. “Es un descubrimiento histórico, que abre una nueva era en la comprensión del cosmos”,
ha resaltado.
u equipo ha realizado simulaciones con superordenadores que reproducen, según la ley de la
relatividad, todos los fenómenos que podrían producir estas ondas: parejas de estrellas de
neutrones, supernovas, agujeros negros... Esas simulaciones se han comparado con la frecuencia de
la señal real que capta el LIGO y así se sabe qué ha pasado exactamente, cuál es la fuente de las
ondas, cómo está de lejos, etc.
“Es parecido a esas aplicaciones que escuchan una canción en un bar y te dicen el artista y el
nombre del tema aunque haya mucho ruido alrededor”, explica Sascha Husa, investigador de la UIB
y desarrollador de las simulaciones. “Aparte del Big Bang, las fusiones de agujeros negros son los
sucesos más luminosos del universo”, asegura.
Confirmar a Einstein no es lo más importante. Este hallazgo abre ahora la posibilidad de usar estas
ondas para estudiar el universo de una forma totalmente nueva. Las ondas gravitacionales permitirán
estudiar “cómo se forman los agujeros negros, cuántos hay y también conocer en más detalle el ciclo
vital de las estrellas y del universo”, resalta Husa. Más aún, este tipo de señales mostrarán si estos
violentísimos sucesos ocurren tal y como predice la teoría de la relatividad de Einstein o si debemos
buscar otra nueva para entenderlos.
Detector LIGO
Los objetos que producen ondas gravitacionales están a millones de años luz, tan lejos de la Tierra
que al llegar a nuestro planeta son ínfimas ondulaciones del espacio y el tiempo. Para captarlas ha
sido necesario construir el LIGO avanzado, liderado por los institutos tecnológicos de California y
Massachusetts, Caltech y MIT, y en el que participa una colaboración de unos 1.000 científicos de 15
países.
El LIGO es el instrumento óptico de precisión más grande del mundo, con dos detectores separados
por 3.000 kilómetros, uno en Luisiana y el otro en el Estado de Washington, en el noroeste de EE
UU. Ambos están compuestos por dos haces de luz láser cuya longitud exacta de cuatro kilómetros

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sería modificada al paso por una onda gravitacional. El instrumento es capaz de detectar una
variación equivalente a la diezmilésima parte del diámetro de un núcleo atómico, la medida más
precisa hecha nunca por un instrumento científico, según sus responsables.La construcción de este
experimento fue propuesta por primera vez en 1980 por Kip Thorne y Ronald Drever, de Caltech, y
Rainer Weiss, profesor de física en el MIT. Es muy probable que este descubrimiento les suponga un
premio Nobel próximamente.
A partir de ahora habrá que confirmar esta primera detección de LIGO y captar señales de eventos
diferentes. En ello están muchos equipos científicos alrededor del mundo. Aparte de LIGO, este año
comenzará a funcionar una versión mejorada de otro gran observatorio de ondas gravitatorias en
Europa, VIRGO. Además se acaba de lanzar LISA Pathfinder, una misión de demostración para un
futuro observatorio espacial de este tipo de fenómenos.
biblografia:
https://www.muyinteresante.es/ciencia/video/ciencia-expres-capitulo-1-que-son-las-ondas-
gravitacionales
https://spaceplace.nasa.gov/gravitational-waves/sp/
https://elpais.com/elpais/2016/02/10/ciencia/1455124978_980574.html
https://elpais.com/elpais/2016/02/11/ciencia/1455201194_750459.html?rel=mas