¡Encontrado! Fondo de ondas gravitacionales largamente buscado Publicado por https://earthsky.org/space/gravitational-wave-background-discovery- hum-of-the-universe 29 de junio de 2023. ¡Fondo de ondas gravitacionales encontrado! Los físicos anunciaron el miércoles por la noche (28 de junio de 2023) que descubrieron la primera evidencia convincente del escurridizo fondo de ondas gravitacionales. Si tienen razón, le han dado la razón a Einstein una vez más, demostrando que el movimiento de los objetos masivos tuerce y distorsiona tanto el tiempo como el espacio, haciendo sonar el universo como una enorme campana. Utilizando décadas de datos ultraprecisos sobre la posición de los púlsares, los restos giratorios de las explosiones de supernovas, los científicos convirtieron la Vía Láctea en un instrumento científico de años luz de ancho. En este artículo, dos de los investigadores clave del estudio, Daniel Reardon y Andrew Zic, nos explican el significado de sus hallazgos. Edición: Elkin R. Mesa O. Elkin Ramiro Mesa Ochoa Médico Universidad de Antioquia (Alma Máter - UdeA) Sociedad Julio Garavito para el Estudio de la Astronomía (SJG - Astronomy); Ciudad de Medellín (Distrito Espacial, Especial en Ciencia, Ingeniería, Tecnología, Innovación, Creatividad e Industria Aeroespacial), Departamento de Antioquia, República de Colombia, América del Sur.

1. ¡Encontrado! Fondo de ondas gravitacionales
largamente buscado
Publicado por https://earthsky.org/space/gravitational-wave-background-discovery-
hum-of-the-universe
29 de junio de 2023
Concepto artístico de 2 agujeros negros supermasivos (arriba a la izquierda) que generan ondas
gravitacionales que barren una serie de púlsares (los objetos brillantes). Los "tiempos" de púlsar
ahora han permitido a los científicos detectar el estruendo de frecuencia ultrabaja de los agujeros
negros supermasivos binarios : el fondo de ondas gravitacionales buscado durante mucho
tiempo. Imagen vía Aurore Simonnet para NANOGrav Collaboration.
¡Fondo de ondas gravitacionales encontrado!
Los físicos anunciaron el miércoles por la noche (28 de junio de 2023) que
descubrieron la primera evidencia convincente del escurridizo fondo de ondas
gravitacionales. Si tienen razón, le han dado la razón a Einstein una vez más,
demostrando que el movimiento de los objetos masivos tuerce y distorsiona tanto el
tiempo como el espacio, haciendo sonar el universo como una enorme
campana. Utilizando décadas de datos ultraprecisos sobre la posición de los
púlsares, los restos giratorios de las explosiones de supernovas, los científicos
convirtieron la Vía Láctea en un instrumento científico de años luz de ancho. En este
artículo, dos de los investigadores clave del estudio, Daniel Reardon y Andrew
Zic, nos explican el significado de sus hallazgos.
Cuando los agujeros negros y otros objetos densos y enormemente masivos giran
uno alrededor del otro, envían ondas en el espacio y el tiempo llamadas ondas
gravitacionales. Estas ondas son una de las pocas formas que tenemos para
estudiar los enigmáticos gigantes cósmicos que las crean.
Los astrónomos han observado los "chirridos" de alta frecuencia de los agujeros
negros en colisión, pero el retumbo de frecuencia ultrabaja de los agujeros negros
supermasivos que orbitan entre sí ha resultado más difícil de detectar. Durante
décadas, hemos estado observando púlsares, un tipo de estrella que pulsa como
un faro, en busca de la tenue ondulación de estas ondas.
Hoy, las colaboraciones de investigación de púlsares en todo el mundo, incluida la
nuestra, Parkes Pulsar Timing Array, anunciaron su evidencia más sólida hasta el
momento de la existencia de estas ondas.
¿Qué son las ondas gravitacionales?
En 1915, el físico nacido en Alemania, Albert Einstein, presentó una visión
revolucionaria de la naturaleza de la gravedad: la teoría general de la relatividad.

2. La teoría describe el universo como un "tejido" de cuatro dimensiones llamado
espacio-tiempo que puede estirarse, apretarse, doblarse y torcerse. Los objetos
masivos distorsionan este tejido para dar lugar a la gravedad.
Una consecuencia curiosa de la teoría es que el movimiento de objetos masivos
debería producir ondas en este tejido, llamadas ondas gravitacionales, que se
propagan a la velocidad de la luz.
Se necesita una enorme cantidad de energía para crear la más pequeña de estas
ondas. Por esta razón, Einstein estaba convencido de que las ondas gravitacionales
nunca se observarían directamente.
Un siglo más tarde, los investigadores de las colaboraciones LIGO y Virgo fueron
testigos de la colisión de dos agujeros negros, que envió un estallido de ondas
gravitacionales a todo el universo.
Ahora, siete años después de este descubrimiento, radioastrónomos de Australia,
China, Europa, India y América del Norte han encontrado evidencia de ondas
gravitacionales de frecuencia ultrabaja.
Un lento retumbar de ondas gravitacionales
A diferencia del descubrimiento de 2016 de un estallido repentino de ondas
gravitacionales, estas ondas gravitacionales de frecuencia ultrabaja tardan años o
incluso décadas en oscilar.
Los científicos esperan que pares de agujeros negros supermasivos produzcan
estas ondas gravitacionales de frecuencia ultrabaja. Lo hacen mientras orbitan en
los núcleos de galaxias distantes en todo el universo. Para encontrar estas ondas
gravitacionales, los científicos necesitarían construir un detector del tamaño de una
galaxia.
O podemos usar púlsares, que ya están repartidos por la galaxia, y cuyos pulsos
llegan a nuestros telescopios con la regularidad de relojes precisos.
A medida que las ondas gravitacionales deforman el espacio-tiempo alrededor de la Tierra,
distorsionan los tiempos de llegada de las ondas de radio de púlsares distantes. Imagen vía
OzGrav/ Swinburne/ Carl Knox/ The Conversation.
Conjuntos de sincronización de púlsares y el fondo de
ondas gravitacionales
El radiotelescopio Parkes de CSIRO, Murriyang, ha estado observando una serie
de estos púlsares durante casi dos décadas. Nuestro equipo de Parkes Pulsar

3. Timing Array es una de varias colaboraciones en todo el mundo que han anunciado
hoy indicios de ondas gravitacionales en sus últimos conjuntos de datos.
Otras colaboraciones en China (CPTA), Europa e India (EPTA e InPTA) y América
del Norte (NANOGrav) ven señales similares.
La señal que estamos buscando es un "océano" aleatorio de ondas gravitacionales
producidas por todos los pares de agujeros negros supermasivos del universo.
El significado detrás del descubrimiento.
La observación de estas ondas no es solo otro triunfo de la teoría de Einstein, sino
que tiene importantes consecuencias para nuestra comprensión de la historia de las
galaxias en el universo. Los agujeros negros supermasivos son los motores en el
corazón de las galaxias que se alimentan de gas y regulan la formación de estrellas.
La señal aparece como un retumbar de baja frecuencia, común a todos los púlsares
de la matriz. A medida que las ondas gravitacionales inundan la Tierra, afectan las
tasas de rotación aparentes de los púlsares.
El estiramiento y compresión de nuestra galaxia por estas ondas finalmente cambia
las distancias a los púlsares en solo decenas de metros. Eso no es mucho cuando
los púlsares están típicamente a unos 1.000 años luz de distancia (eso es alrededor
de 10.000.000.000.000.000.000 de metros).
Sorprendentemente, podemos observar estos cambios en el espacio-tiempo como
retrasos de nanosegundos en los pulsos, que los radioastrónomos pueden rastrear
con relativa facilidad porque los púlsares son relojes naturales muy estables.
¿Qué se ha anunciado?
Debido a que las ondas gravitacionales de frecuencia ultrabaja tardan años en
oscilar, se espera que la señal surja lentamente.
Primero, los radioastrónomos observaron un ruido común en los púlsares, pero se
desconocía su origen.
Ahora, la huella digital única de las ondas gravitacionales está comenzando a
aparecer como un atributo de esta señal, observada por cada una de las
colaboraciones de matriz de sincronización de púlsares en todo el mundo.
Esta huella digital describe una relación particular entre la similitud de los retrasos
de los pulsos y el ángulo de separación entre los pares de púlsares en el cielo.
La relación surge porque el espacio-tiempo en la Tierra se estira, cambiando las
distancias a los púlsares de una manera que depende de su dirección. Los púlsares
muy juntos en el cielo muestran una señal más similar que los púlsares separados
en ángulo recto, por ejemplo.
Radiotelescopio Parkes de CSIRO, Murriyang. Imagen vía CSIRO/A. Cherney/ The
Conversation.

4. El avance del fondo de ondas gravitacionales
La tecnología mejorada en nuestros observatorios ha permitido el gran
avance. Parkes Pulsar Timing Array tiene el conjunto de datos de alta calidad más
largo, gracias a la avanzada tecnología de recepción y procesamiento de señales
instalada en Murriyang. Esta tecnología ha permitido que el telescopio descubra
muchos de los mejores púlsares utilizados por colaboraciones en todo el mundo
para la búsqueda de ondas gravitacionales.
Los resultados anteriores de nuestra colaboración y otros mostraron que la señal
esperada de las ondas gravitacionales no se encontraba en las observaciones de
los púlsares.
Ahora, parece que estamos viendo la señal con relativa claridad. Al segmentar
nuestro conjunto de datos largos en "fracciones de tiempo" más cortas, mostramos
que la señal parece estar creciendo con el tiempo. Se desconoce la causa
subyacente de esta observación, pero puede ser que las ondas gravitacionales se
comporten de manera inesperada.
Más confirmación por venir
La nueva evidencia de ondas gravitacionales de frecuencia ultra baja es
emocionante para los astrónomos. Para confirmar estas firmas, las colaboraciones
globales deberán combinar sus conjuntos de datos, lo que aumenta muchas veces
su sensibilidad a las ondas gravitacionales.
Los esfuerzos para producir este conjunto de datos combinados ahora están en
progreso bajo el proyecto International Pulsar Timing Array, cuyos miembros se
reunieron en Port Douglas en Far North Queensland la semana pasada. Los futuros
observatorios, como el Square Kilometer Array en construcción en Australia y
Sudáfrica, convertirán estos estudios en una rica fuente de conocimiento sobre la
historia de nuestro universo.
Daniel Reardon, investigador postdoctoral en temporización de púlsares y ondas
gravitacionales, Universidad Tecnológica de Swinburne y Andrew Zic, científico
investigador, CSIRO
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative
Commons. Lee el artículo original.
En pocas palabras: por primera vez, los investigadores que utilizan matrices de
sincronización de púlsares han encontrado evidencia del escurridizo fondo de ondas
gravitacionales.
Edición: Elkin R. Mesa O.