Ondas gravitatorias

En física una onda gravitatoria es una perturbación del espacio-tiempo producida por un cuerpo masivo acelerado. La existencia de ese tipo de onda, que consiste en la propagación de una perturbación gravitatoria en el espacio-tiempo y que se transmite a la velocidad de la luz, fue predicha por Einstein en su teoría de la relatividad general.1 2 La primera observación directa de las ondas gravitatorias se logró el 14 de septiembre de 2015; los autores de la detección fueron los científicos del experimento LIGO nota 1 que, tras un análisis minucioso de los resultados, anunciaron el descubrimiento al público el 11 de febrero de 2016, cien años después de que Einstein predijera la existencia de las ondas.4 La detección de ondas gravitatorias constituye una nueva e importante validación de la teoría de la relatividad general. Antes de su descubrimiento solo se conocían pruebas indirectas de ellas, como el decaimiento del período orbital observado en un pulsar binario.5 En marzo de 2014, el experimento BICEP2 anunció la detección de modos-B en la polarización del fondo cósmico de microondas, lo que sugería una prueba indirecta de ondas gravitatorias primordiales.6 Los estudios combinados con el telescopio PLANCK revelaron que los resultados de BICEPS2 podían ser explicados por la interferencia del polvo cósmico por lo que fueron dejados de lado a falta de más evidencias.7

Las ondas gravitatorias constituyen fluctuaciones generadas en la curvatura del espacio-tiempo que se propagan como ondas a la velocidad de la luz. La radiación gravitatoria se genera cuando dichas ondas son emitidas por ciertos objetos o por sistemas de objetos que gravitan entre sí. 

La relatividad general es una teoría de la gravedad que resulta compatible con la relatividad especial en muchos aspectos y, en particular, con el principio de que nada viaja más rápido que la luz. Esto significa que los cambios en el campo gravitatorio no pueden ocurrir en todas partes instantáneamente: deben propagarse. En la relatividad general se propagan a exactamente la misma velocidad que las ondas electromagnéticas por el vacío: a la velocidad de la luz. A estos cambios que se propagan se les llama ondas gravitatorias. La radiación gravitatoria es una predicción central de la relatividad general y su detección es una prueba clave de la integridad de la estructura teórica de la obra de Einstein. Sin embargo, es probable que en el largo plazo sea aún más importante como instrumento para la observación astronómica. Las observaciones del sistema púlsar binario Hulse-Taylor han proporcionado excelentes evidencias de que las predicciones de la relatividad general sobre la radiación gravitatoria son cuantitativamente correctas. 

Aun así, la información de la astronomía sobre las posibles fuentes de radiación detectable es incompleta. Cada vez que una nueva banda de ondas electromagnéticas se abría a la observación astronómica con nuevos observatorios en esa longitud de onda tenía lugar el descubrimiento de fenómenos totalmente inesperados y parece probable que eso vuelva a ocurrir con el despliegue de los observatorios de ondas gravitatorias, en especial porque esas ondas llevan algunos tipos de información que la radiación electromagnética no puede transmitir. Las ondas gravitatorias son generadas por los movimientos aparentes de las masas, que codifican las distribuciones de masa y velocidades. Son coherentes y sus frecuencias bajas reflejan los tiempos dinámicos de sus fuentes.