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💫Gravitational Waves ilustra la velocidad del universo en expansión

Gravitational Waves Mostrar qué tan rápido se está expandiendo el universo

Por Nathaniel Scharping | Publicado: miércoles 18 de octubre de 2017



Este concepto de artista muestra una nube de escombros arrojada al espacio a medida que se mezclan dos estrellas de neutrones.

Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / CI Lab
La primera ola gravitacional observada a partir de una fusión de estrellas de neutrones ofrece el potencial para una gran cantidad de nuevos descubrimientos. Entre ellos se encuentra una medición más precisa de la constante de Hubble, que captura cuán rápido se está expandiendo nuestro universo.

Desde el Big Bang, todo en el universo se ha estado separando. También resulta que esto está sucediendo cada vez más rápido: la tasa de expansión está aumentando.

Lo hemos sabido por un siglo, pero los astrónomos no han podido obtener mediciones precisas del aumento de la tasa, debido principalmente al hecho de que han tenido que reunir un conjunto de datos para estimar qué tan lejos están las cosas en el universo es Las observaciones de ondas gravitacionales ofrecen un medio directo de medir distancias en el universo. La colaboración de LIGO monitorea constantemente el universo para el estiramiento sutil del espacio-tiempo que pueden crear enormes colisiones astronómicas, y las mediciones de la amplitud y frecuencia de las ondas captan información valiosa para los astrónomos.

Observación de avance

La captura más reciente ocurrió el 17 de agosto, y la colisión masiva se vio por primera vez con telescopios convencionales también. Múltiples artículos de más de 4,000 investigadores exploran las implicaciones del hallazgo innovador, uno de ellos es que los investigadores finalmente tienen los datos que necesitan para determinar mejor la constante de Hubble.

Los telescopios convencionales proporcionan una pieza del rompecabezas midiendo el desplazamiento hacia el rojo, o el alargamiento de las ondas de radiación electromagnética causadas cuando algo se aleja de nosotros. Es como la forma en que el efecto Doppler hace que una sirena aumente de tono a medida que avanza hacia nosotros, pero disminuye a medida que se aleja, pero para la luz. Esto muestra a los astrónomos lo rápido que algo se está alejando, y es algo en lo que se han vuelto muy buenos.

Para medir la expansión, sin embargo, también necesitamos saber qué tan lejos está un objeto de nosotros, lo que es más difícil. Realmente no hay puntos de referencia en el cielo para que los astrónomos los usen cuando mida la distancia, por lo que tuvieron que depender de una mezcolanza de diferentes medidas llamadas la escalera de la distancia cósmica. Sin embargo, mezclar diferentes observaciones introduce más oportunidades para el error, y el resultado es que los astrónomos obtuvieron dos resultados diferentes para la constante de Hubble en función de qué observaciones utilizaron.

Nueva era

Sin embargo, las ondas gravitacionales lo hacen todo obsoleto porque la señal contiene una medida intrínseca de la distancia. La amplitud de la onda permite a los astrónomos saber qué tan lejos está algo, 130 millones de años luz en el caso de esta fusión de estrellas de neutrones. Vincular ese número con medidas de desplazamiento al rojo de los telescopios convencionales también apuntaba a las estrellas de neutrones que les dieron todo lo que necesitaban.

Las mediciones previas de expansión universal se dividieron entre 67 o 72 kilómetros por segundo por megaparsec. Con sus herramientas más precisas, los astrónomos de la onda gravitatoria aterrizaron casi en el medio, dicen que cubrieron la expansión del universo a 70 kilómetros por segundo por megaparsec, en un artículo publicado en Nature.

La aceleración del universo es una variable importante para los investigadores que estudian cosas como la materia oscura y la energía oscura. En realidad, establecerlo es crucial en la búsqueda de aquellas cosas que solo podemos medir indirectamente. Además, es una pieza importante de validación para los astrónomos, dice el profesor de física de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee y coautor de ondas gravitacionales Jolien Creighton.

"Es completamente consistente con la observación electromagnética", dice. "Verifica que no hay algo extremadamente malo con nuestras calibraciones de distancia y astronomía electromagnética".

Sin embargo, todavía hay un poco de incertidumbre en sus números, basado en el hecho de que todavía no están muy seguros de cómo exactamente las estrellas de neutrones girando estaban en ángulo con respecto a la Tierra. Las fusiones binarias que nos enfrentan, en contraposición a aparecer en el borde, producen señales más fuertes, por lo que bloquearlo ayudaría a reducir el margen de error en sus cálculos.

Creighton espera que con un mayor análisis de los datos, puedan refinar sus predicciones. La era de la astronomía de las ondas gravitacionales acaba de comenzar, después de todo.

Este artículo apareció originalmente en Discovermagazine.com.

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