Hace diez años, los científicos escucharon el universo retumbar por primera vez. Eso Primer descubrimiento de ondas gravitacionales demostró una predicción clave de la teoría de Albert Einstein de relatividad general y comenzó una nueva era de astronomía.
Ahora, un nuevo descubrimiento de ondas gravitacionales marca el aniversario de este gran avance. Publicado hoy en Cartas de revisión físicapone a prueba una teoría de otro gigante de la ciencia, Stephen Hawking.
¿Qué son las olas gravitacionales?
Olas gravitacionales son “ondas” en la tela de espacio-tiempo Ese viaje a la velocidad de la luz. Son causados por objetos masivos altamente acelerados, como la colisionada agujeros negros o las fusiones de la estrella masiva permanecen conocidas como estrellas de neutrones.
Relacionado: La nueva teoría salvaje sugiere que las ondas gravitacionales dieron forma al universo
Estas ondas que se propagan a través del universo fueron observadas directamente directamente el 14 de septiembre de 2015 por el Observatorio de onda gravitacional del interferómetro láser gemelo (Ligo) Detectores en los Estados Unidos.
Esa primera señal, llamado GW150914se originó a partir de la colisión de dos agujeros negros, cada uno más de 30 veces la masa del sol y más de mil millones de años luz de la tierra.
Esta fue la primera prueba directa de las ondas gravitacionales, exactamente como lo predice la teoría de la relatividad de Einstein 100 años antes. El descubrimiento condujo a la adjudicación de la Premio Nobel de Física 2017 a Rainer Weiss, Barry Barish y Kip Thorne por su trabajo pionero en la colaboración de LIGO.
https://www.youtube.com/watch?v=flvfpfuzexy FrameBorDer = “0 ″ permitislFullScreen =” PermishFullScreen “>Cientos de señales en menos de una década
Desde 2015, Ligo ha observado más de 300 ondas gravitacionales, junto con el Virgo italiano y Kagra japonesa detectores.
Hace solo unas semanasLa colaboración internacional de Ligo/Virgo/Kagra publicó los últimos resultados de su cuarta carrera de observación, más que duplicar el número de ondas gravitacionales conocidas.
Ahora, diez años después del primer descubrimiento, una colaboración internacional que incluye científicos australianos del Centro de Excelencia del Consejo de Investigación de Australia para Onda gravitacional Descubrimiento (Ozgrav), ha anunciado una nueva señal de onda gravitacional, GW250114.
La señal es casi una copia de carbono de esa primera señal de onda gravitacional, GW150914.
El agujero negro La colisión responsable de GW250114 tenía propiedades físicas muy similares a GW150914. Sin embargo, debido a las actualizaciones significativas en los detectores de ondas gravitacionales en los últimos diez años, la nueva señal se ve mucho más claramente (casi cuatro veces más “fuerte” que GW150914).
Emocionadamente, nos ha permitido poner a prueba las ideas de otro físico innovador.
Hawking también era correcto
Hace más de 50 años, los físicos Stephen Hawking y Jacob Bekenstein de forma independiente formuló un conjunto de leyes que describen agujeros negros.
La segunda ley de Mecánica de agujeros negros de Hawking, también conocido como Teorema del Área de Hawking, afirma que el área del horizonte de eventos de un agujero negro siempre debe aumentar. En otras palabras, los agujeros negros no pueden encogerse.
Mientras tanto, Bekenstein demostró que el área de un agujero negro está directamente relacionado con su entropía, una medida científica del desorden. La segunda ley de termodinámica nos dice que la entropía siempre debe aumentar: el universo siempre se está volviendo más desordenado. Dado que la entropía de un agujero negro también debe aumentar con el tiempo, nos dice que su área también debe aumentar.
https://www.youtube.com/watch?v=yh0u5ndip7w FrameBorDer = “0 ″ PERTER =” Acelerómetro; Autoplay; portapapeles-escritura; Media encriptada; giroscopio; imagen en imagen; Web-SHARE “referRerPolicy =” Strict-Origin-when-Cross-Origin “PermishFullScreen>¿Cómo podemos probar estas ideas? Resulta que colisionar los agujeros negros son la herramienta perfecta.
La precisión de esta reciente medición permitió a los científicos realizar la prueba más precisa del teorema del área de Hawking hasta la fecha.
Anterior pruebas utilizando la primera detecciónGW150914, mostró que la señal estaba de acuerdo con la ley de Hawking, pero no pudo confirmarla de manera concluyente.
Los agujeros negros son objetos sorprendentemente simples. El área del horizonte de un agujero negro depende de su masa y giro, los únicos parámetros necesarios para describir un agujero negro astrofísico. A su vez, las masas y los giros determinan cómo se ve la onda gravitacional.
Al medir por separado las masas y giros del par de agujeros negros entrantes, y compararlos con la masa y el giro del agujero negro final que quedó después de la colisión, los científicos pudieron comparar las áreas de los dos agujeros negros que chocan con el área del agujero negro final.
Los datos muestran un excelente acuerdo con la predicción teórica de que el área debería aumentar, confirmando la ley de Hawking sin duda.
¿Qué gigante de la ciencia pondremos a prueba a continuación? Las observaciones futuras de las olas gravitacionales nos permitirán probar teorías científicas más exóticas, y tal vez incluso investigar la naturaleza de los componentes faltantes del universo, materia oscura y energía oscura.
Simon StevensonArco decra becario, Universidad Tecnológica de Swinburne
Este artículo se republicó de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.