Memoria de las ondas gravitacionales

En artículos anteriores revisamos los conceptos de gravedad de la teoría de Einstein de la relatividad general donde el espacio-tiempo se deforma y da lugar a lo que consideramos la gravedad.

Esta teoría de la relatividad general predice que las explosiones cósmicas cataclísmicas estiran el tejido del espacio-tiempo. Este estiramiento del espacio-tiempo es lo que denominamos "ondas gravitacionales".

Después de un evento de estiramiento, el espacio-tiempo no vuelve a su estado original del todo, sino que se queda ligeramente estirado. Este efecto se llama "memoria de la ondas gravitacionales" y es lo que el estudio presentado demuestra. El fenómeno es consecuencia de la naturaleza no lineal de la gravedad en la teoría de la relatividad general de Einstein.

Este efecto todavía no se ha detectado porque sería extremadamente pequeño pero los físicos han ideado una prueba de este interesante efecto de memoria mediante un metaanálisis de los datos de los detectores de ondas gravitacionales.

Actualmente tenemos registradas colisiones de agujeros negros detectadas por los detectores LIGO y Virgo sobre las que se rastrea la evidencia de la memoria de la onda. "Estas ondas podrían abrir el camino para estudiar la física actualmente inaccesible a nuestra tecnología", opina Eric Thrane, del Colegio de Física y Astronomía de Monash, uno de los autores del estudio, junto con Lucy McNeill y Paul Lasky.

La idea es poder detectar la memoria de las ondas para saber qué fenómenos se producen en el universo que los observatorios como LIGO y Virgo no pueden escuchar.

Los detectores de ondas gravitatorias como LIGO sólo 'oyen' las ondas gravitatorias en ciertas frecuencias, explica la autora principal Lucy McNeill. "Si hay fuentes exóticas de ondas gravitacionales por ahí, por ejemplo, de micro agujeros negros, LIGO no los oirá porque son demasiado frecuentes", dijo.

En teoría, el efecto de memoria debería poder detectarse registrando los cambios en la distancia entre pares de objetos en caída libre en el espacio-tiempo antes y después del paso de las ondas gravitacionales.

Se espera que el detector LISA propuesto detecte fácilmente el efecto memoria. Por el contrario, la detección con el LIGO existente se complica por dos factores. En primer lugar, la detección LIGO apunta a un rango de frecuencia más alto de lo deseable para la detección de efectos de memoria. En segundo lugar, LIGO no está en caída libre y sus partes volverán a su posición de equilibrio tras el paso de las ondas gravitacionales.

Los investigadores fueron capaces de demostrar que las ondas gravitacionales de alta frecuencia dejan detrás de una memoria que LIGO puede detectar. "Esta realización significa que LIGO puede ser capaz de detectar fuentes de ondas gravitacionales que nadie pensó que podría", dijo Lasky.