rompiendo cadenas

jueves, 14 de octubre de 2010

Científicos Pumas predicen fenómenos gravitacionales

Para ello, llevan a cabo en computadora simulaciones numéricas de la formación de agujeros negros y de las interacciones que se dan entre esos objetos cuasi fantásticos

COLISIÓN CÓSMICA. Secuencia imaginada, de izquierda a derecha y de arriba a abajo, de un choque entre dos agujeros negros (Foto: ARCHIVO EL UNIVERSAL Y CORTESÍA UNAM )

Aunque nunca nadie haya visto una onda gravitacional, la certeza de que viajan en el espacio está fundamentada en estudios de relatividad numérica, área del conocimiento dedicada a predecir campos gravitacionales intensos mediante cálculos matemáticos complejos.
Desde hace ocho años, el grupo de Relatividad Numérica del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, coordinado por el doctor Miguel Alcubierre Moya -y del que forman parte también los doctores Marcelo Salgado y Darío Núñez, así como estudiantes de licenciatura, maestría y doctorado- realiza en computadora simulaciones numéricas de la formación de agujeros negros y de las interacciones que se dan entre esos objetos, para predecir diversos fenómenos gravitacionales.
“Cuando decimos relatividad, realmente hablamos de gravedad, porque la teoría general de la relatividad es la teoría moderna de la gravedad, desarrollada por Albert Einstein en 1915, hace ya casi 100 años”, dice Alcubierre Moya.
Los estudios de relatividad numérica empezaron en Estados Unidos en la década de los años 70 del siglo pasado.
“Lo primero que hicieron los investigadores fue estudiar la interacción entre dos agujeros negros, particularmente si chocaban de frente. Aunque un choque de frente de agujeros negros nunca va a ocurrir en la realidad, esa suposición permite que el problema tenga simetría y que su solución sea más sencilla. En esa época, las computadoras eran muy limitadas; sin embargo, su capacidad creció poco a poco hasta que fue factible estudiar interacciones más realistas con ellas. El modelo fueron los agujeros negros”, indica el investigador y también secretario académico del mencionado instituto universitario.
 
Primera simulación
Se sabe que las dos terceras partes de las estrellas que aparecen en el cielo son estrellas binarias. Estas estrellas, que viven en pareja, al final de su vida acabarán convirtiéndose en agujeros negros, por lo que habrá sistemas binarios de agujeros negros.
Cuando los agujeros negros están en órbita, girando uno alrededor del otro, emiten las llamadas ondas gravitacionales (de hecho, las emiten antes, durante y después de una colisión entre ellos).
De acuerdo con Alcubierre Moya, dichas ondas se asemejan a las electromagnéticas, de radio o de televisión, que se generan al acelerar cargas eléctricas.
“Con base en la teoría general de la relatividad, de Einstein, también se pueden producir ondas gravitacionales. Sólo que, en vez de cargas eléctricas, se deben acelerar masas enormes, del tamaño de las estrellas. Como esto no se puede hacer en laboratorio, hay que esperar a que el fenómeno sea desencadenado en el espacio por agujeros negros reales, cosa que sucede cuando están en órbita, girando y acelerándose uno alrededor del otro. Tal aceleración produce las ondas gravitacionales que, como las electromagnéticas, llevan consigo energía que se pierde de la órbita de los agujeros negros, por lo que éstos se acercan y acaban chocando. De ahí la idea de simular una colisión de dos agujeros negros, pues se espera que ésta emita ondas gravitacionales muy intensas ”, explica el investigador de la Universidad.
En 2005, el doctor Frans Pretorius, actualmente en la Universidad de Princeton, Estados Unidos, realizó la primera simulación creíble dentro de los parámetros científicos de una colisión de agujeros negros en órbita.
Alcubierre Moya contribuyó en las etapas iniciales de las investigaciones que llevaron a dicha simulación.
Desde entonces, han surgido más preguntas por responder: ¿cómo se comportan los agujeros negros?, ¿qué pasa cuando chocan?, ¿cómo es el agujero que resulta de la fusión de los dos agujeros negros originales?; si este agujero negro final rota, ¿cuánto y qué tan rápido lo hace?; si los agujeros negros chocan y la energía orbital se pierde en ondas gravitacionales, ¿cómo son estas ondas, qué características tienen y cómo las podríamos detectar?
“Mientras tanto, nosotros investigamos a nivel teórico las señales de ondas gravitacionales, elaboramos predicciones de cómo se podrían ver y dejamos a los grupos observacionales que hagan la parte que les corresponde, aunque de momento no hay especialistas en México participando en la observación de ondas gravitacionales”, comenta el investigador de la UNAM.
 
Cuatro observatorios especializados
Para detectar las ondas gravitacionales se han construido cuatro observatorios especializados (dos operan en Estados Unidos, uno en Alemania y otro en Italia), con una estructura inusual y desmesurada, parecida a unos enormes brazos perpendiculares, de varios kilómetros de longitud, formados con tubos al vacío por los que viajan rayos láser.
“Es difícil detectar ese tipo de ondas. Realmente es un enorme reto científico y tecnológico. La primera suposición es que se puedan detectar como consecuencia de un choque de agujeros negros. Pero, ¿qué tan seguido ocurre ese fenómeno? Para contestar esa pregunta deben hacerse cálculos estadísticos que integren varios supuestos: si el choque ocurre en nuestra galaxia, habrá que esperar algunos millones de años para verlo en nuestro planeta; pero si se consideran muchas galaxias, el resultado será distinto y estas colisiones ocurrirán con mucho mayor frecuencia”, asegura Miguel Alcubierre Moya
Por lo pronto, los investigadores pumas continuarán haciendo simulaciones numéricas de la formación de agujeros negros y de las interacciones que se dan entre esos objetos, para predecir diversos fenómenos gravitacionales.
“Incluso hemos considerado aplicar en estas predicciones algunas teorías alternativas de la gravedad. Si bien creemos que la teoría general de la relatividad de Einstein es la correcta para entender la gravitación (al menos hasta este momento), nos parece adecuado considerar teorías alternativas para avanzar en la comprensión de los nuevos fenómenos que podrían ocurrir. Es un camino que nos ha parecido interesante”, comenta el investigador de la UNAM.

0 comentarios:

Publicar un comentario en la entrada

chat mensajes de gaya

OVNIS , DESTINO FINAL