Este verano, NRC traspasar\u00e1 los l\u00edmites. La ciencia m\u00e1s fascinante se encuentra en los extremos.<\/strong><\/p>\n<\/aside>\nA primera vista, la caja no parece nada especial. Est\u00e1 hecho de metal gris, brillante y tiene unos alambres finos que salen de \u00e9l. Pero con esta peque\u00f1a caja, que forma parte de un nuevo detector espacial, los astr\u00f3nomos quieren aprender algo sobre el origen de todo el cosmos. Est\u00e1n a la caza de la frontera m\u00e1s lejana, de las se\u00f1ales m\u00e1s antiguas.<\/p>\n
Los astr\u00f3nomos saben que el universo surgi\u00f3 con el big bang. Pero nadie sabe exactamente qu\u00e9 pas\u00f3. Todav\u00eda no hemos podido mirar tan atr\u00e1s.<\/p>\n
El l\u00edmite actual de la percepci\u00f3n est\u00e1 limitado por la luz. Debido a que la luz necesita tiempo para viajar, cuanto m\u00e1s profundamente miran los astr\u00f3nomos en el universo con sus telescopios, m\u00e1s atr\u00e1s en el tiempo miran. S\u00f3lo que el joven universo estaba lleno de una sopa opaca de plasma al rojo vivo a alta presi\u00f3n en la que la luz no pod\u00eda moverse libremente. No fue hasta unos 380.000 a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang que el universo se enfri\u00f3 lo suficiente como para volverse transparente a la luz. Los astr\u00f3nomos llaman a esta luz radiaci\u00f3n c\u00f3smica de fondo. Mirar m\u00e1s all\u00e1 de eso no es posible. Al menos no con la luz.<\/p>\n
Albert Einstein<\/h2>\n Pero diez mil billones de billon\u00e9simas de segundo despu\u00e9s del Big Bang, se cree que se enviaron al espacio diminutas ondas gravitacionales, ondas que comprimen el tejido del espacio y el tiempo, alargando y acortando las distancias entre todos los cuerpos celestes por los que pasan. Unos catorce mil millones de a\u00f1os despu\u00e9s, los astr\u00f3nomos que intentan capturar en el espacio con el detector espacial m\u00e1s grande jam\u00e1s construido: la Antena Espacial de Interfer\u00f3metro L\u00e1ser (LISA) de la ESA, cuyas piezas se est\u00e1n desarrollando ingeniosamente en Leiden, se encuentran aqu\u00ed en el Instituto Holand\u00e9s de Investigaci\u00f3n Espacial (SRON). ). Si LISA logra capturar esas ondas de diez mil billones de billon\u00e9simas de segundo despu\u00e9s del Big Bang, los astr\u00f3nomos podr\u00e1n mirar m\u00e1s atr\u00e1s en el tiempo que nunca. \u00bfC\u00f3mo?<\/p>\n
Las ondas gravitacionales se crean durante acontecimientos violentos como la colisi\u00f3n de agujeros negros y probablemente tambi\u00e9n en el per\u00edodo violento inmediatamente posterior al Big Bang. Al calcular las condiciones en las que se origin\u00f3 la onda gravitacional, los astr\u00f3nomos pueden estudiar el universo de una forma diferente a la de los telescopios que captan la luz.<\/p>\n
Los detectores en la Tierra ya est\u00e1n midiendo ondas gravitacionales que se enviaron mucho despu\u00e9s del Big Bang. Fue la primera vez a finales de 2015, cien a\u00f1os despu\u00e9s de que Albert Einstein predijera su existencia. Luego, los detectores estadounidenses LIGO midieron una onda gravitacional que se emiti\u00f3 cuando dos agujeros negros chocaron hace m\u00e1s de mil millones de a\u00f1os.<\/p>\n<\/p>\n\t\tLea una entrevista con uno de los descubridores de las ondas gravitacionales: El premio Nobel Barry Barish encontr\u00f3 agujeros de bala en su detector de gravedad<\/strong>La idea de que las ondas gravitacionales tambi\u00e9n se emitieron poco despu\u00e9s del Big Bang, cuando el universo a\u00fan era peque\u00f1o y no hab\u00eda estrellas ni planetas, surge de varias teor\u00edas f\u00edsicas. Por ejemplo, seg\u00fan los f\u00edsicos, el universo tuvo un breve pero absurdamente r\u00e1pido crecimiento acelerado justo despu\u00e9s del big bang. En menos de un segundo, el universo cumpli\u00f3 10 a\u00f1os.60<\/sup> veces (sesenta ceros) m\u00e1s grande. Ese llamado per\u00edodo de inflaci\u00f3n fue tan intenso que el espacio-tiempo vibr\u00f3, dando como resultado ondas gravitacionales primordiales, que todav\u00eda hoy rodean la Tierra desde todos los rincones.<\/p>\nAdem\u00e1s de la inflaci\u00f3n, existe otra teor\u00eda de la que se desprende que las ondas gravitacionales se emitieron en el universo primitivo: cuando de repente aparecieron min\u00fasculos agujeros negros en el universo muy joven. El plasma, la sopa primordial, no estaba distribuido uniformemente en todas partes. Algunas \u00e1reas donde la masa de la sopa primordial se un\u00eda colapsaron. Los agujeros negros que pudieron haberse formado all\u00ed tambi\u00e9n provocaron ondas gravitacionales.<\/p>\n
\nProbablemente no podamos captar esas ondas gravitacionales que son casi tan antiguas como el universo mismo con detectores en la Tierra.<\/p>\n
Gijs Nelemans astr\u00f3nomo<\/span><\/p>\n<\/blockquote>\nHay un problema, afirma a trav\u00e9s de Zoom el astr\u00f3nomo Gijs Nelemans de la Universidad Radboud de Nijmegen. Nelemans es uno de los l\u00edderes del consorcio holand\u00e9s LISA. “Esas ondas gravitacionales que son casi tan antiguas como el universo mismo probablemente no sean posibles con los detectores de la Tierra”. Esto es posible con mediciones en el espacio, explica.<\/p>\n
Nelemans: \u201cEsto se debe a las diferentes frecuencias de las ondas. Las ondas gravitacionales que recibe LIGO, por ejemplo, tienen una frecuencia alta, entre 10 y 1.000 hercios (Hz)\u201d. Es decir, los picos de la onda se suceden r\u00e1pidamente, con entre 10 y 1.000 oscilaciones por segundo. “Pero las ondas gravitacionales primordiales, cuando llegan a la Tierra despu\u00e9s de su viaje de 14 mil millones de a\u00f1os, son completamente estiradas por la expansi\u00f3n del universo”. A medida que el universo se expande, los espacios entre los picos de las ondas se hacen cada vez m\u00e1s largos; la frecuencia se vuelve m\u00e1s peque\u00f1a. Las ondas primordiales pueden extenderse por millones de millas. “No sabemos exactamente qu\u00e9 tan grandes son esas ondas, pero varias teor\u00edas predicen longitudes de onda en el rango de LISA, que observar\u00e1 ondas largas”.<\/p>\n
Se necesita un detector gigantesco para capturar ondas largas. Por eso LISA va al espacio: en \u00f3rbita alrededor del sol a cincuenta millones de kil\u00f3metros de la Tierra. LISA consta de tres sat\u00e9lites id\u00e9nticos, cada uno de los cuales forma la punta de un tri\u00e1ngulo. Los sat\u00e9lites estar\u00e1n separados por dos millones y medio de kil\u00f3metros. Env\u00edan rayos l\u00e1ser de un lado a otro entre ellos y cuando pasa una onda gravitacional, esos rayos se estiran o comprimen ligeramente.<\/p>\n
\nEsas ondas vienen de todas direcciones. Como una especie de zumbido<\/p>\n
Gijs Nelemans astr\u00f3nomo<\/span><\/p>\n<\/blockquote>\nEsos cambios en la longitud de los brazos ser\u00e1n min\u00fasculos, porque las ondas gravitacionales del incipiente universo son extremadamente d\u00e9biles. LISA debe poder detectar un cambio menor que el ancho de una d\u00e9cima parte de un \u00e1tomo en un brazo l\u00e1ser que a su vez tiene 2,5 millones de kil\u00f3metros de largo.<\/p>\n
La ultrasensibilidad necesaria dificulta la construcci\u00f3n de LISA. Todo tiene que permanecer extremadamente quieto en el espacio para que los brazos l\u00e1ser s\u00f3lo se muevan por gravedad y nada m\u00e1s. Por ejemplo, los peque\u00f1os propulsores deben proporcionar una contrapresi\u00f3n muy precisa contra la presi\u00f3n de las part\u00edculas cargadas del sol que empujan contra los sat\u00e9lites y contra los movimientos causados \u200b\u200bpor los propios sat\u00e9lites.<\/p>\n
La caja met\u00e1lica de SRON es importante aqu\u00ed. En el laboratorio de Leiden, el joven ingeniero Ren\u00e9 Wanders abre la puerta de una especie de gran horno, la c\u00e1mara clim\u00e1tica. La caja de 6 por 6 por 3 cent\u00edmetros es un prototipo del componente LISA que debe leer los cambios en la longitud de los brazos l\u00e1ser: el receptor de fotos de cuadrante<\/em> (QPR). “Aqu\u00ed probamos c\u00f3mo funciona la caja entre las temperaturas m\u00e1s bajas y m\u00e1s altas a las que est\u00e1n expuestos los componentes durante y despu\u00e9s del lanzamiento: entre cero y 40 grados cent\u00edgrados”. La caja est\u00e1 hecha de una pieza de aluminio y una pieza de titanio, una combinaci\u00f3n que se expande poco cuando se calienta.<\/p>\n“Lo que LISA captar\u00e1 ser\u00e1 una especie de ruido de fondo que constantemente hace que los brazos del l\u00e1ser se muevan un poco”, dice Nelemans. \u201cLas ondas se originaron en un universo diminuto que luego se expandi\u00f3. Entonces esas ondas vienen de todas direcciones. Como una especie de zumbido. No sabes lo que dice cada voz, pero puedes deducir, por ejemplo, de todas esas voces juntas si proviene de ni\u00f1os o de ancianos\u201d.<\/p>\n<\/p>\n\t\tLea tambi\u00e9n: Un ruido de ondas gravitacionales zumba en el universo<\/strong>\nTambi\u00e9n hay un l\u00edmite para nuestro cerebro. Todav\u00eda no tenemos idea de lo que deber\u00edamos imaginar f\u00edsicamente en el per\u00edodo inmediatamente posterior al Big Bang.<\/p>\n
Vicente Ike profesor de astronom\u00eda te\u00f3rica<\/span><\/p>\n<\/blockquote>\nPero si LISA realmente logra absorber el zumbido del Big Bang y extiende as\u00ed el l\u00edmite de observaci\u00f3n m\u00e1s lejano, esto no significa inmediatamente que el hallazgo arroje realmente luz sobre el per\u00edodo inmediatamente posterior al Big Bang. Porque no s\u00f3lo existe un l\u00edmite en cuanto a la distancia que los astr\u00f3nomos pueden observar, sino que “tambi\u00e9n existe un l\u00edmite para nuestro cerebro”, dice Vincent Icke. Es profesor de astronom\u00eda te\u00f3rica en la Universidad de Leiden. “Todav\u00eda no tenemos idea alguna de lo que deber\u00edamos imaginar f\u00edsicamente en el per\u00edodo inmediatamente posterior al Big Bang, y ciertamente no matem\u00e1ticamente en absoluto”.<\/p>\n
Las dos herramientas f\u00edsicas que describen el mundo que nos rodea, la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica para las part\u00edculas peque\u00f1as y la relatividad general para las grandes, chocan durante ese per\u00edodo. \u201cEn la teor\u00eda cu\u00e1ntica, el comportamiento de las part\u00edculas es indeterminado, es decir, sujeto al azar. Pero en la relatividad general el comportamiento del espacio, el tiempo y la materia est\u00e1 estrictamente fijado. Nadie ha logrado a\u00fan conciliar estas cualidades opuestas. El conflicto siempre est\u00e1 ah\u00ed, pero s\u00f3lo justo despu\u00e9s del Big Bang y cerca del horizonte de los agujeros negros adquiere el papel principal\u201d. Entonces, supongamos que logramos capturar ondas gravitacionales, pero todav\u00eda no tenemos idea de c\u00f3mo interpretarlas\u201d.<\/p>\n
Mientras que los ingenieros de Leiden, entre otros, est\u00e1n desarrollando partes de LISA, los ingenieros de Jap\u00f3n, por ejemplo, est\u00e1n trabajando en otras formas de desplazar el l\u00edmite de observaci\u00f3n m\u00e1s lejano. Est\u00e1n trabajando en un sat\u00e9lite, LiteBIRD. No medir\u00e1 directamente las ondas gravitacionales primordiales, como lo hace LISA. LiteBIRD busca “huellas dactilares” de ondas gravitacionales en la radiaci\u00f3n c\u00f3smica de fondo.<\/p>\n
“Como las ondas gravitacionales distorsionan el espacio, la luz que viaja a trav\u00e9s del espacio tambi\u00e9n cambia”, afirma Rien van de Weijgaert, profesor de astronom\u00eda y astrof\u00edsica en la Universidad de Groningen. Un rayo de luz es una onda que puede ondularse en diferentes direcciones: horizontal, vertical o cualquier posici\u00f3n intermedia. La luz del sol, por ejemplo, se ondula en todas direcciones, es decir, no est\u00e1 polarizada. Pero la radiaci\u00f3n c\u00f3smica de fondo de microondas ha sido empujada en una determinada direcci\u00f3n por ondas gravitacionales o est\u00e1 “polarizada”.<\/p>\n
El lanzamiento de LiteBIRD, en 2028, est\u00e1 previsto nueve a\u00f1os antes que el de LISA. La \u00fanica pregunta es si el sat\u00e9lite ser\u00e1 lo suficientemente sensible como para medir esos cambios\u201d.<\/p>\n
Vacio y oscuro<\/h2>\n Astr\u00f3nomos e ingenieros de todo el mundo est\u00e1n construyendo detectores para superar el l\u00edmite de detecci\u00f3n, “pero la idea de un l\u00edmite de detecci\u00f3n es enga\u00f1osa y compleja en un universo en expansi\u00f3n”, enfatiza Van de Weijgaert. Existen diferentes tipos de horizontes de eventos que cambian constantemente. Los ingenieros est\u00e1n trabajando para ampliar un l\u00edmite “t\u00e9cnico” de detecci\u00f3n, pero el \u00e1rea desde la cual podemos captar se\u00f1ales, llamada horizonte de sucesos<\/em>es cada vez m\u00e1s peque\u00f1o debido a la expansi\u00f3n acelerada del universo\u201d.<\/p>\nFunciona as\u00ed: \u201cDebido a la expansi\u00f3n acelerada, las galaxias distantes se separan cada vez m\u00e1s r\u00e1pido. As\u00ed vemos que los cuerpos celestes que est\u00e1n lejos de la Tierra se alejan de nosotros cada vez m\u00e1s r\u00e1pido. Cuando los cuerpos celestes finalmente se alejan de nosotros a la velocidad de la luz, ya no podemos captar sus se\u00f1ales, ni las ondas gravitacionales ni la luz. Se encuentran entonces detr\u00e1s de un l\u00edmite imaginario de percepci\u00f3n, detr\u00e1s de la horizonte de sucesos.<\/em> Entonces ser\u00e1n invisibles para siempre\u201d.<\/p>\nY debido a que el universo se est\u00e1 expandiendo cada vez m\u00e1s r\u00e1pido, las galaxias que ahora est\u00e1n relativamente cerca alg\u00fan d\u00eda tambi\u00e9n se alejar\u00e1n de nosotros demasiado r\u00e1pido para que podamos observarlas. El horizonte de sucesos<\/em> es cada vez m\u00e1s peque\u00f1o.<\/p>\nCon el tiempo, todas las galaxias fuera del c\u00famulo de galaxias al que pertenece la V\u00eda L\u00e1ctea (‘nuestra’ galaxia) quedar\u00e1n rezagadas. horizonte de sucesos<\/em> para ser arrastrado. Todo a su alrededor est\u00e1 vac\u00edo y oscuro. El c\u00famulo de galaxias flota como una isla en lo que parece ser un mar negro. La arquitectura del universo ya no podr\u00e1 estudiarse, incluso si se construyen telescopios o detectores tan potentes. Un l\u00edmite de observaci\u00f3n cercano significar\u00e1 alg\u00fan d\u00eda el fin de la cosmolog\u00eda\u201d, afirma Van de Weijgaert. Pero eso llevar\u00e1 miles de millones de a\u00f1os.<\/p>\n<\/p><\/div>\nttn-es-33<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"En el laboratorio de un edificio futurista de Leiden, un joven ingeniero se pone una pulsera de metal<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":916742,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[205,1414,11753,9475,7075,38,755,2668,5018,1941,327,11244,448],"class_list":["post-916741","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-general","tag-anos","tag-atras","tag-bang","tag-big","tag-catorce","tag-del","tag-despues","tag-hacia","tag-justo","tag-mil","tag-millones","tag-mirando","tag-tiempo"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/916741","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=916741"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/916741\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/916742"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=916741"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=916741"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/teknomers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=916741"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}