Las ondas gravitacionales son notoriamente difíciles de detectar.La astronomía óptica moderna existe desde hace siglos, pero la astronomía de ondas gravitacionales existe desde 2015. Incluso ahora, nuestra capacidad para detectar ondas gravitacionales es limitada.Los observatorios como LIGO y Virgo solo pueden detectar eventos poderosos como agujeros negros estelares o la fusión de estrellas de neutrones.Y solo puede detectar ondas en un rango de frecuencia estrecho, desde decenas de hercios hasta cientos de hercios.Muchas ondas gravitacionales se generan a frecuencias mucho más bajas, pero ahora no se pueden observar.Imagine poner un telescopio en el cielo nocturno y ver solo unos pocos tonos de púrpura.
Naturalmente, los astrónomos quieren observar una gama más amplia de “colores” gravitacionales, y se han propuesto varios métodos.Por ejemplo, un telescopio de ondas gravitacionales basado en el espacio, como el propuesto Observatorio LISA, debería poder detectar ondas de milihercios.Otro proyecto está tratando de detectar ondas gravitacionales de nanohercios extremadamente lentas, como:nanograveEstudie la señal de radio de un púlsar que gira rápidamente.Estos dos rangos de frecuencia nos enseñarán mucho sobre el universo.
Pero lo que falta es la capacidad de detectar frecuencias de microhercios.Estas son ondas gravitacionales que tardan semanas en realizar una oscilación completa.Es un alcance que puede desempeñar un papel crucial en la comprensión del Big Bang.De acuerdo con el modelo estándar de cosmología, en los primeros momentos del Big Bang, el universoinflación cósmica temprana.Se necesita la teoría de la inflación para resolver algunos de los problemas del big bang, pero no hemos podido demostrarlo.Las ondas gravitacionales de microhercios podrían ser la solución.Según la teoría, la expansión inicial del universo debería haber producido ondas gravitacionales de microhercios en todo el universo.Como el eco de una campana, el universo seguirá sonando con ellos.Ahora, el equipo de astrónomos cree saber cómo se pueden detectar las ondas de microhercios.
Si realmente existen ondas gravitatorias de la inflación inicial, todo está cubierto por ellas.Estrellas, asteroides e incluso la Tierra y la Luna.Y en ello está la clave.A medida que estas ondas gravitacionales pasan a través del sistema Tierra-Luna, tienen que cambiar la órbita de la Luna muy levemente.Este efecto será más dramático en la misma frecuencia que el período orbital de la Luna, que es de unos 28 días.Está en el rango de frecuencia de microhercios.
El problema es que necesitas poder rastrear la posición de la luna con extrema precisión.Pero ya podemos hacer eso.Gracias a las misiones Apolo, podemos colocar un reflector en la luna y reflejar un láser para medir la posición de la luna con precisión de centímetros.El equipo propone tomar una serie de medidas a lo largo del tiempo para encontrar específicamente el movimiento de las ondas gravitacionales.También sugieren proyectos similares a NANOGrav.Un púlsar que orbita alrededor de su compañero durante varias semanas puede ser sensible a ondas gravitacionales de microhercios, y medir la señal de estos púlsares binarios puede detectar ondas de microhercios.
Es solo una idea por ahora, pero es una buena idea.Y la mayoría de las herramientas que necesitamos ya existen.Quizás en un futuro cercano, una observación cuidadosa de la luna desvelará uno de los mayores misterios de la cosmología.
referencia:Blas, Diego y Alexander C. Jenkins.“Conexión de brechas de microHz en paisajes de ondas gravitacionales con resonancia binaria.”Carta de revisión física 128.10 (2022): 101103.