Ones gravitacionals

 

L'univers està ple de coses increïbles! En els últims segles els científics han detectat llum dels confins més distants de l'univers usant telescopis des de la Terra i des de l'espai --han vist des de fusions de galàxies al naixement i la mort d'estrelles. No obstant això, les tècniques tradicionals només permeten ‘fer llum' sobre una part de l'univers. Moltes de les coses més interessants, com els forats negres, són invisibles per als telescopis òptics. Necessitam obrir una nova finestra, oberta a les ones gravitacionals en comptes de a les ones de llum. No sols serem capaços d'observar alguns dels objectes més exòtics de l'univers, sinó que també serem capaços d'explorar la naturalesa mateixa de l'espai i del temps! I així és com ho farem:

La gravetat pot descriure's com la curvatura de l'espai-temps

La gravetat pot descriure's com la curvatura de l'espai-temps.

Imagina't que l'espai-temps és com un llit gegantí elàstic. Si hi posam un objecte massiu (com una estrella) damunt, el llit (i per tant l'espai-temps) es doblega i corba, i qualsevol cosa que s'hi col·loqui a prop s'accelerarà i caurà cap a l'objecte massiu.

Gràcies a Einstein sabem que la gravetat funciona de forma molt parescuda. Quan sentim la força de la gravetat que ens accelera cap a la Terra, en realitat viatjam al llarg de corbes en l'espai i temps!

Si col·locàssim dos forats negres prou a prop l'un de l'altre, cadascun s'acceleraria cap a l'altre; començarien a fer voltes en espiral, un entorn de l'altre, fins que finalment col·lidirien espectacularment i es fusionarien. Durant aquest procés l'espai que ocupen es distorsiona i aquestes distorsions es propaguen a la velocitat de la llum per tot l'univers. Aquest fenomen és el que normalment coneixem com ones, excepte que en aquest cas es tracta d'ones de gravetat.

Llavors, què és el que fan aquestes ones gravitacionals? La forma més senzilla de descriure el seu efecte és que "estiren" i "esclafen" l'espai mentre hi viatgen, o en altres paraules, canvien les distàncies entre objectes.

Una ona gravitacional estirant i esclafant una poma.

Una ona gravitacional estirant i esclafant una poma. Crèdits de la imatge: Paul Fulda.

Entre les fonts més prometedores d'ones gravitacionals hi ha els forats negres en col·lisió, no obstant que són una font molt potent d'ones gravitacionals, només causen variacions de grandària diminutes. Per exemple, un regle d'1 m experimentaria una estirada de només 10-22 m (o 0.0000000000000000000001 m). Així que necessitam instruments realment sensibles per a detectar aquest efecte.