La astronomía de ondas gravitacionales es muy diferente de la astronomía de ondas electromagnéticas.Las ondas gravitacionales son débiles y difíciles de detectar, pero atraviesan la materia con poco efecto.En esencia, el universo material es transparente a las ondas gravitatorias.Esto hace que la astronomía de ondas gravitacionales sea una herramienta poderosa para estudiar el universo.Sin embargo, todavía está en su infancia y hay mucho que aprender sobre cómo funcionan las ondas gravitacionales.
Considere, por ejemplo, una lente gravitatoria.Ocurre cuando la luz de un objeto distante, como un cuásar, se desvía ligeramente cuando pasa cerca de una galaxia u otro objeto pesado.La curvatura gravitatoria creada por la masa de la galaxia actúa como una lente para enfocar la luz del cuásar y producir múltiples imágenes del cuásar.Este efecto se produce porque la luz viaja a través del espacio-tiempo, por lo que cuando el espacio-tiempo se desvía, la trayectoria de la luz también se desvía.
Pero las ondas gravitacionales son diferentes.Las ondas gravitacionales, no los fotones que viajan por el espacio, son ondas de espacio-tiempo en el espacio-tiempo.Entonces, ¿pueden ser desviados o reflejados de manera similar a la luz?La teoría de la relatividad de Einstein predice que podrían serlo.La deformación en el espacio cambia la forma en que se propagan las ondas gravitacionales, cambiando de dirección.Aunque este efecto nunca se ha observado, un nuevo estudio lo encontró al combinar datos de LIGO y Virgo.
El equipo encontró varios efectos de lentes gravitacionales en las señales de fusión de agujeros negros detectadas por LIGO y Virgo. Por ejemplo, el patrón de interferencia de las ondas gravitacionales causado por dos imágenes de la misma fusión provenientes de fuentes ligeramente diferentes o fusionadas que llegan a la Tierra. en un momento ligeramente diferente.
En la última ejecución de datos que involucra 36 fusiones, el equipo no encontró evidencia de ondas gravitacionales de lentes.Dado el tamaño de la muestra, esto no es muy sorprendente.Sin embargo, el equipo ha demostrado que es posible dada la tecnología actual.A medida que se construyan nuevos observatorios de ondas gravitacionales como LISA, se detectarán ondas gravitacionales de lente o se tendrá que volver a examinar la teoría de Einstein.
Este tipo de investigación tiene un enorme potencial para mejorar nuestra comprensión del universo.Ahora, gracias a las lentes gravitatorias, podemos ver objetos más lejos que con otros métodos y podemos medir aspectos de la cosmología, como la expansión del universo.Sin embargo, la luz puede oscurecerse u oscurecerse por el gas y el polvo difusos entre las galaxias.Dado que las ondas gravitacionales no están restringidas de esta manera, las lentes gravitacionales permiten mediciones precisas de la cosmología.También puede probar las teorías de Einstein de formas nuevas y sutiles.La relatividad general ha superado todas las pruebas hasta el momento, pero la física nueva y emocionante está esperando ser descubierta.
referencia:Abbot, R., et al.“Recuperación de firmas de lentes de observaciones de ondas gravitacionales en la primera mitad de la tercera serie de observación de LIGO-Virgo.”preimpresión de arXiv arXiv:2105.06384 (2021).