Acabamos de descubrir los sonidos del espacio -tiempo. Sigamos escuchando
Menos de una década desde la primera detección de ondas gravitacionales, retrasos en el espacio -tiempo mismo, los recortes presupuestarios propuestos amenazan con silenciar esta innovadora ciencia
Ilustración de dos agujeros negros que se orbitan entre sí.
Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images
Hace mucho tiempo, en una galaxia lejana, dos agujeros negros bailaron entre sí, acercándose cada vez más hasta que terminaron en una colisión cósmica que envió ondas a través de la tela del espacio -tiempo. Estos olas gravitacionales Viajó por más de mil millones de años antes de llegar a la Tierra. El 14 de septiembre de 2015, el Observatorio de onda gravitacional del interferómetro láser (LIGO) escuchó su señal de chirremirmarcando el Primera detección de tal Colisión cósmica.
Inicialmente, los científicos esperaban que LIGO pudiera detectar solo algunas de estas colisiones. Pero ahora, cerca del décimo aniversario de la primera detección, ya hemos observado más de 300 eventos de onda gravitacional, descubriendo poblaciones completamente inesperadas de agujeros negros. Últimamente, el 14 de julio, los científicos de Ligo anunciaron el descubrimiento del La fusión más masiva de dos agujeros negros jamás visto.
La astronomía de onda gravitacional se ha convertido en una empresa global. Encabezado por los dos detectores de vanguardia de Ligo en los EE. UU. Y fortalecido a través de la colaboración con detectores en Italia (Virgo) y Japón (Kagra)El campo se ha convertido en una de las fronteras más ricas en datos y emocionantes en la astrofísica. Él Prueba aspectos fundamentales de la relatividad generalmide el expansión del universo y desafía nuestros modelos de Cómo viven y mueren las estrellas.
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Ligo también ha estimulado el diseño y el desarrollo de tecnologías más allá de la astronomía. Por ejemplo Avances en tecnologías cuánticasque reducen el ruido y, por lo tanto, mejoran la sensibilidad del detector de LIGO, tienen aplicaciones prometedoras tanto para la microelectrónica como para la computación cuántica.
Dado todo esto, no sorprende que el Premio Nobel de Física fue otorgado a los fundadores de Ligo en 2017.
Sin embargo, a pesar de esta extraordinaria historia de éxito, el campo ahora enfrenta una amenaza existencial. La administración Trump ha propuesto Dar la reducción del presupuesto de Total National Science Foundation (NSF) por más de la mitad: Un movimiento tan severo que uno de los dos detectores de LIGO se vería obligado a cerrar. La construcción y actualización de los dos detectores de LIGO requirió una inversión pública de aproximadamente $ 1.4 mil millones a partir de 2022por lo que abandonar la mitad de este proyecto ahora constituiría un desperdicio gigantesco. Un comité del Senado de EE. UU. A mediados de julio se retiró contra la cojera de Ligo, pero el Congreso ha recientemente doblado Contra la administración presupuestar demandas, dejándolo aún sobre la mesa.
El recorte propuesto de $ 19 millones al presupuesto de operaciones de LIGO (una reducción de 2024 de un 40 por ciento) sería un acto de impresionante miopía. Con solo un detector de LIGO en funcionamiento, detectaremos solo del 10 al 20 por ciento de los eventos que habríamos visto con ambos detectores operando. Como resultado, Estados Unidos perderá rápidamente su posición de liderazgo en una de las áreas más innovadoras de la ciencia moderna. La astronomía de onda gravitacional, aparte de ser un éxito técnico, es un cambio fundamental en cómo Observe el universo. Alejarse ahora sería como inventar el microscopio, luego arrojándolo a un lado Antes tuvimos una buena oportunidad de mirar a través de la lente.
He aquí por qué perder un detector tiene un impacto tan devastador: el número de eventos de onda gravitacional que esperamos detectar depende de hasta qué punto nuestros detectores pueden “ver”. Actualmente, pueden detectar una fusión binaria de agujeros negros (como la detectada en 2015) a una distancia de siete mil millones ¡Agues ligeros! Con solo uno de los dos detectores de LIGO en funcionamiento, el volumen que podemos sondear se reduce a solo el 35 por ciento de su tamaño original, reduciendo la tasa de detección esperada en la misma fracción.
Además, distinguir señales de onda gravitacional reales del ruido es extremadamente desafiante. Solo cuando se observa la misma señal en múltiples detectores podemos identificarla con confianza como un verdadero evento de onda gravitacional, en lugar de, por ejemplo, las vibraciones de un camión que pasa. Como resultado, con solo un detector en funcionamiento, solo podemos confirmar las señales más inequívocas e inequívocas. Esto significa que perderemos eventos extraordinarios como el anunciado a mediados de julio.
Teniendo en cuenta tanto el volumen de detección reducido como el hecho de que solo podemos confirmar los eventos de vainilla, llegamos al temido 10 a 20 por ciento de las detecciones de onda gravitacional esperadas.
Por último, también perderemos la capacidad de hacer un seguimiento de los eventos de onda gravitacional con telescopios tradicionales. Se necesitan múltiples detectores para triangular la posición de un evento en el cielo. Esta triangulación fue esencial para el seguimiento del Primera detección de una fusión de estrella de neutrones binarios. Al identificar la ubicación de la fusión en el cielo, los telescopios en todo el mundo podrían llamarse a la acción para capturar una imagen de la explosión que acompañaba las ondas gravitacionales. Esto llevó a una cascada de nuevos descubrimientos, incluida la realización en 2017 de que tales fusiones comprenden una de las principales Fuentes de oro en el universo.
Más allá de LIGO, el presupuesto propuesto también termina el apoyo de los Estados Unidos a la misión de onda gravitacional basada en el espacio dirigida por el europeo Lisa y casi garantiza la cancelación del detector de ondas gravitacionales de próxima generación Explorador cósmico. Por lo tanto, Estados Unidos está listo para perder su posición de liderazgo global. A medida que Europa y China avanzan con proyectos ambiciosos como el Telescopio de EinsteinLisa y Tianqin, Esto podría resultar no solo para perderse la próxima ola de avances, sino también en una fuga de cerebro significativa.
No podemos predecir qué descubrimientos aún están por delante. Después de todo, cuando Heinrich Hertz Primero confirmó la existencia de ondas de radio en 1887, nadie podría haber imaginado que algún día llevaría la señal de Internet que usó para cargar este artículo. Esto subraya un punto vital: si bien los recortes a la ciencia pueden parecer solo tener efectos menores en el a corto plazo y el defundimiento sistemático de las ciencias fundamentales socava el Fundación de la innovación y el descubrimiento Eso ha impulsado durante mucho tiempo el progreso en el mundo moderno y alimentado nuestras economías.
El Detección de ondas gravitacionales es un avance a la par con las primeras detecciones de radiografías o ondas de radio, pero aún más profunda. A diferencia de esas formas de luz, que son parte del espectro electromagnético, surgen ondas gravitacionales de una fuerza de naturaleza completamente diferente. En cierto modo, hemos desbloqueado un nuevo sentido para observar el cosmos. Es como si antes, solo pudiéramos ver el universo. Con ondas gravitacionales, podemos escuchar todos los sonidos que vienen con él.
Elegir dejar de escuchar ahora sería una tontería.
Este es un artículo de opinión y análisis, y las opiniones expresadas por el autor o autores son únicamente suyos y no las de cualquier organización con la que estén afiliadas o necesariamente las de Científico americano.