NeoFronteras

Se detectan directamente ondas gravitacionales

Área: Espacio,Física — jueves, 11 de febrero de 2016

Responsables y colaboradores de LIGO han anunciado hoy la detección directa de ondas gravitacionales provenientes de agujeros negros en colisión. Esto abre una nueva ventana de observación al Cosmos.

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Fuente: MPI/Gravitational Physics/ITP Frankfurt/ZI Berlin.

Hoy a las 4:30 pm hora peninsular se ha anunciado la detección de ondas gravitacionales por parte de LIGO. Ya no es un rumor. Hoy es un día grande para la Física, un momento histórico.

Las ondas gravitacionales (OG) se desprenden de manera natural de la Relatividad General (RG). De la misma manera que una carga eléctrica acelerada emite ondas electromagnéticas, una masa acelerada produce ondas gravitacionales. Pero las ondas gravitacionales no son ondas que se transmitan dentro del espacio, como les pasa a las electromagnéticas, sino que son distorsiones del propio espacio en propagación.

Las ondas gravitacionales son muy débiles. Tan débiles que se necesitan fenómenos cataclísmicos relativamente cercanos para poder detectarlas directamente al límite de la tecnología actual. En este caso tal cataclismo ha sido la colisión de dos agujeros negros de 36 y 29 masas solares chocando a la mitad de la velocidad de la luz en el tramo final hasta formar sólo un agujero negro. La fusión creó un agujero negro de 62 masas solares, por lo tanto, se emitió el equivalente a 3 masas solares en forma de energía, gran parte en forma de OG. La potencia desprendida en forma de ondas gravitacionales fue equivalente a 50 veces la potencia total de todas las estrellas del universo visible juntas, según Kip Thorne.

El proceso en luz visible sería tal y como se muestra en esta simulación:

Y aquí hay una simulación de cómo sería la emisión de OG (verde) en este caso:

Las ondas se detectaron el 14 de septiembre de 2015 a las 5:51 am ET por ambos detectores LIGO. El evento se dio en dirección a la nube de Magallanes. No se puede precisar mejor el punto del cielo porque sólo dos detectores no son suficientes para triangular con precisión. Cuando entre en funcionamiento Advanced Virgo en Italia ya se tendrá esa precisión. Hace muchos años se propuso la construcción de uno de estos sistemas en España, pero la idea cayó en saco roto por falta de voluntad política.

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La colisión se dio hace unos mil trescientos millones de años y a una distancia equivalente a nosotros. El perfil observado encaja perfectamente dentro de lo predicho por la RG. La señal (GW150914) tiene una frecuencia inicial de 35 Hz y una final de 250 Hz. La han traducido a sonido para que se pudiera escuchar en la rueda de prensa que muchos hemos seguido en directo a través de Internet (es de suponer que el fichero esté listo en la web de LIGO pronto).

Los detalles es de esperar que estén en la serie de artículos que aparecerán en Physical Review Letters.

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Fuente: Colaboración LIGO.

Este tipo de eventos generan ondas gravitacionales que aquí vemos como una contracción de una fracción del tamaño de un protón sobre una escala de 1 km.

Uno de los métodos empleados para su detección es un sistema interferométrico, como lo que usa LIGO. Un haz láser recorre varias veces los dos brazos en forma de L de un interferómetro hasta que se le hace interferir consigo mismo. Si un frente de ondas gravitacionales pasa por el dispositivo alarga y contrae los brazos de tal modo que, aunque sea en una distancia minúscula, su efecto acumulado hace cambiar el patrón de interferencia. Hay dos de estas instalaciones de este tipo en EEUU , una en Louisiana y otra en el estado de Washington. Estos detectores ven un cambio en la longitud de sus brazos de hasta una diezmilésima parte del diámetro de un protón.

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Un operario trabajando en LIGO. Fuente: Caltech/MIT/LIGO Laboratory.

LIGO empezó a operar en 2001 y se paralizaron las observaciones en 2010 para actualizarlo. Se terminó la actualización del hardware de estos interferómetros hace unos meses y ha habido mucha suerte de que al poco tiempo llegaran los ecos de una colisión de agujeros negros de este calibre.

Reparemos lo que supone este logro intelectual. Estas ondas fueron predichas teóricamente, con lápiz y papel. Los humanos hemos tardado 100 años en detectarlas gracias a un esfuerzo colosal, tanto tecnológico como intelectual.

Se va a mejorar aún más la sensibilidad de LIGO, por lo que se podrán observar fenómenos más débiles o fenómenos más lejanos, con lo que supone de incremento en volumen a observar, como bien ha dicho Kip Thorne en la rueda de prensa.

La observación realizada ha permitido pesar los agujeros negros implicados en la colisión y saber cómo se movían antes de la misma. Pronto, esta nueva ventana de observación permitirá estudiar la física de los horizontes de sucesos con gran detalle. Gracias a esto podremos verificar las predicciones la RG, como confirmar que si las OG se mueven a la velocidad de la luz, el número de polarizaciones posibles y su tipo, etc. Quizás también se podrían ver posibles violaciones de la simetría de Lorentz en el sector gravitacional. Puede que también permitan guiarnos en la búsqueda de una teoría cuántica de gravedad.

Thorne ha dicho que esta observación permite ya dar una cota superior tan pequeña a la masa del gravitón que parece que tiene masa nula. Esto se infiere de que la velocidad medida de las ondas es prácticamente igual a la de luz en el vacío.

Hasta ahora observábamos el Universo con ondas electromagnéticas (aunque también algo con neutrinos), como la gama infrarroja, visible, de radio o de rayos-X, así que la posibilidad de observar con OG nos abre una nueva ventana observacional al Cosmos.

Ya podemos ver el Universo de una manera totalmente nueva, con otros ojos, con otros oídos, detectando las arrugas del propio espacio que se propaga a la velocidad de la luz durante millones de años a raíz de gigantescos cataclismos.

Aquí la conferencia de prensa:


Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4869

Fuentes y referencias:
Artículo original (se puede descargar gratis temporalmente).
Rumores sobre ondas gravitatorias.
Actualizan LIGO.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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53 Comentarios

  1. Pocosé:

    En el día de hoy detectadas y medidas las esquivas Ondas Gravitatorias:
    ¡¡El Futuro ha llegado!!

  2. NeoFronteras:

    Con una significación estadística superior a 5 sigma no hay duda alguna. Seguro que hay Nobel.

  3. Miguel Ángel:

    ¡¡Bebamos felizmente de este cáliz resplandeciente de belleza!! (Brindisi de La Traviata)

    Era el notición que esperaba para este año y ¡¡SÍ!!…A una escala minúscula, pero ahí están.

  4. tomás:

    Me sumo a la celebración. ¡Asombroso! ¡Y asombroso Einstein! ¡Y asombroso del papel y el lápiz a la comprobación real! Y que esta haya de tener una precisión del tamaño de diámetro de un protón en un Km.

    A ver si he deducido bien: si la colisión se produjo hade 1300 Ma a una “distancia de unos 1300 Mal” y las OG viajan a la velocidad de la luz eso significa que hace poco que han comenzado a llegar pero habrán de seguir pasando a través de nosotros o modificadas por la masa terrestre, pero afectando a su superficie e incluso a su posición y trayectoria, de forma ultralevísima durante muchísimos años o miles de años ¿? O sea que el fenómeno seguirá siendo posible detectarlo, cada vez más débilmente.

    Abrazos de alegrí, estrechamiento de manos y risas de regocijo.

  5. NeoFronteras:

    Se ha enriquecido la entrada con más datos y material audiovisual.

  6. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Se estima que el suceso de dio hace entre 800 y 1800 millones de años y a una distancia equivalente (corrigiendo la expansión cosmológica).
    Estas ondas afectan al propio espacio y, por tanto, a todo lo que este contiene, incluidos planetas como la Tierra. Pero su efecto, sobre todo a estas distancias, es minúsculo.

  7. lluís:

    ¡ Lo seguí en directo! ¡ Que gran día para la Física!. Hemos tenido la enorme suerte de poder vivir este momento mágico. Que lástima que Einstein no lo haya podido ver.
    Es posible pensar que esas ondas gravitacionales nos permitirán averiguar qué sucedió en la singularidad inicial.
    Usando ondas electromagnéticas no podíamos ir más atrás de unos 400.000 años después del Big-Bang, dada la opacidad de los primeros momentos del “gran pedo” (que ni fue gran, ni fue pedo)empleando luz, pero con ondas gravitacionales esa opacidad puede desaparecer.Además creo que este hallazgo refuerza la teoría inflacionaria.
    Estoy como un niño con zapatos nuevos.
    Emocionadas saludos a todos.

  8. NeoFronteras:
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  9. Joseba:

    Kip Thorne (y no “Kid” Thorne) es desde hace casi medio siglo especialista en agujeros negros y ondas gravitacionales. También es un gran divulgador científico, autor de uno de los mejores libros de divulgación sobre estos temas: “Agujeros negros y tiempo curvo” (2000). Fue asesor científico de la película Interstellar (2014).

  10. Miguel Ángel:

    Muchas gracias por el apunte, Joseba.

  11. Miguel Ángel:

    Querido amigo Lluís:

    ¿Seguro que no fue un pedo?: http://www.youtube.com/watch?v=HoqSas2uFKw
    Y, a propósito, yo también estoy “pedo”, totalmente embriagado por la emoción. Recordarás que estuvimos anticipando esta noticia con Neo en Año Nuevo y ahora tenemos la fortuna y el placer de compartirla.

    Dejando aparte esas ventosidades -que además contribuyen al efecto invernadero- te mando un emocionado abrazo.

  12. Miguel Ángel:

    Mi querido Maestro Neo:

    ¿Este descubrimiento refuerza la teoría inflacionaria como apunta el amigo Lluís?
    ¿Apoya tambián la existencia de gravitones o tan solo acota la masa que deberían tener en caso de existir, como dice Thorne?

    Muy agradecido por las actualizaciones y el guiño de humor que nos ha regalado. Reciba otro abrazo, pleno de emoción.

  13. NeoFronteras:

    Joseba:
    Kip Stephen Thorne estaba en la rueda de prensa porque fue uno de los proponentes principales de LIGO y en 1984 lo cofundó. Es físico teórico así que sus contribuciones son teóricas, entre otras cosas ha desarrollado el análisis de la ingeniería de ciertos aspectos de LIGO o desarrollo de la teoría que permite identificar las fuentes de ondas gravitacionales, entre otras muchas cosas. Como, además, la fuente en este caso fue dos agujeros negros, sobre lo que él es especialista, su presencia en la rueda de prensa estaba más que justificada. Pero, pese a mi sesgo a la hora de mencionarlo en la entrada de esta web y no a los demás participantes, no hay que olvidar que en LIGO participan más de 1000 investigadores a lo largo de todo el mundo. Este tipo de proyectos no son proyectos personales.

    Una vez lo conocí personalmente y me pareció un tipo simpático. Fue amigo de Sagan y le proporcionó la idea del agujero de gusano para su novela ‘Contact’. Quizás la experiencia le gustó, pues escribió el guión de “Interstellar”. A los que les guste la ficción científica les recomiendo el libro de divulgación que escribió sobre el asunto: “The Science of Interstellar” (desconozco si ya está editado en español, pues lo leí hace más de un año). Aunque parte de su contenido es bastantes especulativo.

    Y ya puestos a leer Thorne tiene el famoso “Gravitation” junto a Wheeler y Misner, que muchos tenemos en la estantería, pero nunca es leído en su totalidad.

    Por lo demás, todos nos equivocamos alguna vez, salvo si no se hace nada.

  14. NeoFronteras:

    Estimado MIguel Ángel:

    No, este descubrimiento no refuerza la inflación, a no ser que se detecten las ondas gravitatorias primordiales. Pero la detección de estas de forma directa es imposible, pues no podemos construir un sistema mayor que la longitud de onda de las mismas. Aunque hay propuestas de detección indirecta. El falso positivo de BICEP2 era una manera, peor hay otras propuestas.

    Tampoco apoya la existencia de gravitones. Si estos existen entonces parece que no tendrían masa, pues estas ondas parece moverse a la velocidad de la luz, algo que no sería posible si tuvieran masa. Como hubo un lapso temporal en la detección de la señal en los dos detectores, se puede inferir su velocidad. Pero para mayor precisión se necesita que entre en funcionamiento Advance Virgo y así poder triangular mejor.
    El resultado es puramente clásico, no cuántico. Así que hablar de gravitones en este momento no viene mucho al caso. El problema es que no contamos con una teoría cuántica de la gravedad, así que no podemos decir muchas cosas sobre los supuestos gravitones. Bajo el punto de vista cuántico casi cualquier cosa puede ser tratada de forma de partículas, así por ejemplo, las vibraciones en una red cristalina pueden ser tratadas como partículas (fonones) y también hay plasmones y toda una panoplia de pseudopartículas. Los gravitones podrían ser tratados de la misma forma, aunque, en general, se les considera partículas elementales de spin 2. Como aún no tenemos esa teoría cuántica de la gravedad no sabemos muchos más sobre ellos.
    Pese a que muchos creen en los gravitones, estos podrían no llegar a existir al final.

  15. NeoFronteras:

    Por cierto, hay entrada nueva en OPINIÓN sobre todo este tema:
    http://www.neofronteras.com/opinion/?p=109

  16. lluís:

    – Bueno, si dije que las ondas gravitacionales podían reforzar la teoría de la inflación, fue pensando precisamente en el asunto del BICEP2,que se dijo era debido a un falso positivo, y se me ocurrió pensar que quizá no era tan falso el falso positivo. ¿Seguro que era un falso positivo?
    – En cuanto a lo de “gran pedo”; más que a una enorme explosión el inicio del big-bang se atribuye a una fluctuación cuántica en una diminutísima “bolita” de curvatura infinita.
    – Muy bueno el apunte humorístico de Neo.
    – Un abrazo reciprocamente emocionado, Miguel Ángel.
    – Ah! en cuanto a los gravitones, ejem, ejem..Neo se me va a enfadar…la teoría de cuerdas los dan.

  17. NeoFronteras:

    Las cuerdas producen todo lo que se quiera, estimado Lluís, de ahí el problema con las cuerdas. Pero puestos a ello, ¿cómo pueden las cuerdas reproducir las ondas gravitatorias ahora descubiertas? Si son partículas como dicen las cuerdas, entonces ¿cómo pueden producir una curvatura del espacio-tiempo? Al fin y al cabo el espacio-tiempo en las cuerdas se limita a fijar una posible geometría Calabi-Yau.

    De todos modos los gravitones se propusieron antes que las cuerdas y estas no son necesarias para existencia de los gravitones. Pero los fanáticos de las cuerdas están deseando justificar las cuerdas con cualquier resultado. Lo increíble es que ni así lo han conseguido en estos 30 años. ¡Lástima intelecto desperdiciado! Sheldon (el de la serie de TV) ya abandonó el campo.

    Que a partir de un resultado desprendido de una teoría clásica y no cuántica haya cuerdistas que se quieran apuntar el tanto se podría interpretar como un tanto patético.

  18. Miguel Ángel:

    Requetequerido Neo:

    Muchas gracias por disipar mis sospechas. Seguro que a muchos otros amigos les servirá de aclaración porque estoy leyendo mucha interpretación variopinta por Interlío.

    A lo que no puedo aspirar es a intentar describir con palabras la intensísima experiencia que he tenido al sumergirme en la sección de “Opinión”…diría “fuera de serie”, extraordinario…un 10.

    …Y estar aquí: un lujo.

  19. tomás:

    ¡Qué viejecito más adorable me parece Einstein en esa foto de su risa abierta! Creo que se está riendo de ese ratón grandote que pasa entre el tiempo 34:24 a 34:25 de izquierda a derecha, delante y bajo Kip Thorne, cuando está hablando en el estrado, en el último vídeo. Y qué rostros de serena alegría e inteligencia tienen los que explican el acontecimiento. Me llaman la atención, especialmente y sin demérito de los otros, France Córdova y Rainer Weiss.¡Qué placer se siente al ver y escuchar esa conferencia!
    Gracias por proporcionarnoslo, querido Neo.

  20. tomás:

    Admirable Neo:
    En tu respuesta 14 a Miguel, vienes a decir que el detector ha de ser mayor que la longitud de onda, pero ¿por qué no medir el tiempo entre dos máximos, con lo que conoceremos la frecuencia y de ahí la longitud?
    Y excúsame si mi pregunta es en exceso elemental.

  21. tomás:

    Otra cosa: Los agujeros rotan acercándose alrededor de un centro de masas en el cual acabarán fundiéndose. Pero entonces, ese agujero resultante habrá de conservar su cantidad de movimiento, por lo cual habrá de rotar también y me pregunto si esa rotación no producirá también alguna OG aunque sea mucho menor. Porque ya vimos no hace mucho que un objeto en rotación arrastra el espacio que le rodea.
    Y perdón por tanta pregunta. Un fuerte abrazo.

  22. NeoFronteras:

    Muchas gracias por sus palabras, apreciado Miguel Ángel.

  23. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Lo que se ha pensado es usar a un grupo de púlsares como referecia, de tal modo que si pasa un onda gravitatoria primordial afectará al registro en forma de ondas de radio que se recibe de ellos.

    El agujero negro resultante de la colisión gira por lo que forma una métrica de tipo Kerr a su alrededor. Es más, gracias a esta señal registrada se sabe cuánto gira. Lo que es más difícil es que radie ondas gravitatoria y que estas sean de una intensidad como para que se puedan detectar. Hay que tener en cuenta que estas ondas se producen cuando aceleramos masas. Aunque se puede interpretar que hay una aceleración en el agujero negro final su esfericidad no permite suponer que emita muchas de estas ondas.

  24. David:

    Pues sobre este tema, yo nintendo nada de nada. Para que sirve todo esto de las ondas gravitacionales.? Para un nuevo ordenador 1000 veces mas rapido que los actuales, una super videoconsola de juegos, un nuevo coche volador, para teleportacion instantánea, como el turbocao, para obtener energía abundante y muy barata, para fabricar nuevos electrodomésticos que nos faciliten la vida, como un nuevo tostador de pan, un nuevo horno halógeno, para asar pollo o lomo, basada en una nueva tecnología. Tal vez, un nueva tecnología e televisión como el plasplas, la LSD-TFT, o la OLED, una nueva tecnología para escuchar películas o musica, como la 5.1, pero mejor…?

  25. lluís:

    – Volviendo a las cuerdas.
    – En una reciente conferencia sobre los límites de la ciencia, y en la que se discutió el asunto de la teoría de cuerdas, el físico reconvertido en filósofo Richard Dawid ( la conferencia reunió a físicos y filósfos de la ciencia)identificó tres argumentos que generaron un refuerzo de la confianza entre los teóricos que siguen dando soporte a las cuerdas (entre ellos David Gross y Polchinski) desde luego no son argumentos empíricos, pero creo que tienen un cierto peso, por esto los voy a citar aquí:

    – En primer lugar, por ahora y aunque se dice que el número de teorías de cuerdas es muy elevado, sólo hay una versión de entre esas teorías capaz de lograr la unificación de una manera consistente, aunque esas teorías tienen muchas distintas representaciones matemáticas.

    _ En segundo lugar, la teoría de cuerdas nació fuera del Modelo Estándar, un modelo que tampoco tenía alternativas durante sus años de creación y a medida que se fue creando,su desarrollo tampoco fue experimental,algunos parametros fueron colocados ” a mano”, y luego y de manera progresiva se han ido verificando mediante experimentos que han validado la teoría.

    – Y en tercer lugar,según se dijo en esa conferencia, la teoría de cuerdas explica perfectamente la entropía de los agujeros negros, aparte de que es transladable matemáticamente a una teoría de partículas.

    – Y, por otra parte, ¿ Se pierde la dualidad onda-partícula con las cuerdas?. ¿No se puede comportar como una onda, una cuerda?.

    – Evidentemente nadie puede afirmar que el universo esé hecho de cuerdas, puesto que no hay evidencias directas, pero como dice Polchinski, ” hemos encontrado una teoría de cuerdas y sigue ahí”.

  26. lluís:

    – Ahora acabo de leer el comentario 23 de Neo, y no puedo evitar preguntarme si a mayor esfericidad de una masa acelerada menor emisión de ondas gravitacionales. ¿ Hay alguna razón para ello?.

  27. NeoFronteras:

    Estimado Lluís:
    En palabras sencillas, supongamos un sistema de un par masivo orbitando alrededor el centro de masas. Cada cuerpo curva el espacio y esta curvatura es trasladada según el cuerpo avanza en su órbita. Así que es lógico que esta distorsión genero ondas gravitatorias.
    Si sólo tenemos un cuerpo, y por mucho que gire sobre sí mismo, no hay desplazamiento de la curvatura del espacio que su masa genera.
    La simetría y su tipo son muy importantes en estas cosas. Incluso en mecánica newtoniana no es lo mismo hacer girar un ladrillo que una bola de billar.

  28. NeoFronteras:

    Le contesto aparte, apreciado Lluís, al asunto de las cuerdas.

    No es de extrañar que alguien que estudia cuerdas se pase de la Física a la Filosofía, pues a falta total de pruebas experimentales sólo queda Filosofía, que no es malo mientras no trates de dar gato por libre (Filosofía por Física). Es un problema de qué es ciencia y no se debe abandonar la definición de ciencia sólo porque el método científico no te sirve a tu teoría.

    Siguiendo los puntos expuestos se puede decir lo siguiente:

    No es que la “teorías” de cuerdas sean muchas, es que cada una de ellas produce innumerables estados de vacío, es decir de universos distintos, de los cuales sólo uno es el nuestro. Esto viene a decir que la teoría no tiene capacidad predictiva. La solución de los cuerdistas es que hay una innumerables universos y nosotros vivimos en uno de ellos, algo incomprobable experimentalmente por definición de universo y que supone una renuncia a describir científicamente la realidad. De hecho, nos podemos ahorrar las cuerdas, digamos que hay un numero estrictamente infinito de universos en donde todo es posible y ya está. Esto no es Física es Metafísica. Es más, sólo hay que llamar dios a esa cosa y ya tenemos una nueva religión.

    El Modelos Estándar es fenomenológico y meramente descriptivo. Todo el mundo lo sabe y nadie está satisfecho con él como descripción última de la realidad de las partículas. Pero el que no sea una teoría final, ahora o en el futuro, o que se construyera de ese modo tan rudimentario no valida las cuerdas simplemente por ser estas una posible alternativa. Esto constituye una falacia lógica. Recuerda a lo de “tú eres más corrupto” de los políticos.

    Hay varias alternativas que explican perfectamente la entropía de los agujeros negros sin echar mano a las cuerdas. La gravedad cuántica de lazos lo hace:
    http://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.77.121502
    Aunque esta u otras alternativas tampoco están validadas científicamente y tampoco hay que tenerlas cariño.

    Es de suponer que las cuerdas permitan describir la dualidad onda-corpúsculo. Es más, seguro que son capaces de describir cualquier cosa. De hecho algunos forofos de las cuerdas ya están diciendo que, en realidad, las cuerdas son el nuevo “Cálculo”, moviendo su ámbito de la Física a las Matemáticas, cosa que es más honesta. Pero para ese viaje no hacen falta esas alforjas, entre otras cosas porque las matemáticas de las cuerdas son muy complicadas y, por tanto, poco útiles.

    El problema es que no se puede caer seducido por una idea bonita, si es que se interpreta a las cuerdas como bonitas. Hay multitud de bellas teorías que finalmente no se correspondían con la realidad (las GUT, por ejemplo). La ciencia no puede basarse en la fe, por lo que habría que abandonar las cuerdas o cualquier otra idea que no funcione o que no sea falsable. Las cuerdas se parecen cada vez más a la tetera de Russell.

    Lo malo de las cuerdas, u otras ideas no falsables, es que al estar protegidas por la fe y los sentimientos no hay manera de convencer a sus fanáticos de que están equivocados. Es un funcionamiento idéntico al de una religión. Tratar de convencer a un cuerdista de su error es como tratar de convencer a un creyente de que su dios (único y verdadero) no existe. Es mejor ni intentarlo.

    Lo malo no es estudiar las cuerdas (pudiera ser incluso que fueran correctas al final), sino que la Física Teórica está al 99% dedicada sólo a eso, a formar doctores sobre eso, a recibir subvenciones y becas para estudiar eso, a enseñar eso, a colonizar departamentos universitarios… Es un monocultivo. Si hay alternativas, ¿cómo las vamos a encontrar si no las buscamos?

    Ver a los teóricos hablar de cualquier cosa en plan: bla, bla, bla,… cuerdas, bla, bla… cuerdas…bla, bla, bla… cuerdas, bla, bla… es simplemente patético. Son como el herrero que va con el martillo dando golpes por todas partes porque todo se le figuran clavos, cuando ya no hay caballos que herrar y sí muchos modos de errar. Lo malo es que la gente de la calle, que confía en la ciencia, tiene la percepción que las cuerdas son definitivas, cuando no es así.

    Todo el asunto es absurdo. El que afirma tiene que demostrar. Los cuerditas no necesitan convencer, sólo tienen que aportar pruebas y ya está. Entonces todo el mundo asumirá las cuerdas. Ah, ya, es que no las tienen.

  29. Miguel Ángel:

    Ese 99% es muy preocupante, no debemos caer nunca en el pensamiento único.

  30. tomás:

    ¡Caramba, queridísimo Miguel!: Eres la bondad personificada. Ese comentario de una sola línea me ha recordado a un niño en el colegio, que no ha hecho nada malo, pero el maestro está reprochando algo a toda la clase y el muchacho inocente dice: “yo no he sido”. (Mira, quizá me sirva para un cuento).
    Dirás: ¿pero a qué viene esto, si yo hablaba de ciencia? No importa; es algo que trasluce, que se ve a través de cualquier acción. Se parece un poco a lo que me transmitían los rostros en esa conferencia del vídeo.
    Ayer hablábamos de Neo, de su gran valía, de su entrega, de su humanidad, que lo equipara a los mejores de la ciencia aunque no esté trabajando en esos campos superespecializados; él lo está en la divulgación, para mí, tan imprescindible como el descubrimiento mismo. Y te decía que ese sentimiento no quería decirlo para que no pensase que soy un “pelota”. Pues ya está. Se dice lo que uno siente y se acabó.
    Hala. Un gran abrazo.

  31. Albert:

    ATENCION: El telescopio espacial de rayos gamma FERMI podría haber captado una señal de rayos X provinente de la fusión de los dos agujeros negros que produjeron la onda gravitacional detectada por LIGO:
    “… the Fermi Gamma-ray Burst Monitor (GBM) is an excellent partner in the search for electromagnetic counterparts to gravitational wave (GW) events. GBM observations at the time of the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) event GW150914 reveal the presence of a weak transient source above 50 keV, 0.4 s after the GW event was detected, with a false alarm probability of 0.0022. This weak transient lasting 1 s does not appear connected with other previously known astrophysical, solar, terrestrial, or magnetospheric activity. Its localization is ill-constrained but consistent with the direction of GW150914 …”
    http://arxiv.org/pdf/1602.03920v1.pdf
    SALUDOS.

  32. lluís:

    – En cuanto al 28 de Neo, un par o tres de notas, más. Pero antes decir, que yo no creo a pies juntillas en la existencia de las cuerdas, sólo pienso que, eso sí, la idea es bonita. El propio Einstein, también pensaba que sus ideas eran bonitas y que por lo tanto tenían que ser ciertas, cuando a la mayoría de los físicos (sino a todos) les parecian un extravagancia.
    – Y ahora, al grano:
    – Se ha dicho que la constante cosmológica es o bien cero o muy pequeña, pero los cálculos de la mecánica cuántica indican que las fluctuaciones en el espacio vacío generan una constante cosmológica de unos 120 órdenes de magnitud por encima del minúsculo valor calculado para la constante cosmológica, y algunos cuerdistas han dicho que si la teoría de cuerdas pudiera superar esa contradicción ello sería una prueba irrebatible en apoyo de su teoría. ¡Claro que hay que superar tal contradicción! y que uno sepa, por ahora, no lo han hecho.
    – Y una última cuestión, ¿Qué pasa a escalas tan pequeñas como la longitud de Planck? La RG se caracteriza por tener un espacio tiempo de con una estructura geométrica curvada de una forma contínua, pero a distancias de la escala de Planck o inferiores las ondulaciones cuánticas son de una violencia tal que destrozarían la noción de ese espacio-tiempo geométrico continuamente curvado, o sea la geometría de superficies curvadas riemannianas parecería desmoronarse en escalas tan ínfimas como la de Planck. Por ello, piensan los cuerdistas,es que las propiedades curvas del Universo,sólo son verdad si se examina la estructura del universo a escalas suficientemente grandes, pero que a escalas lo suficientemente pequeñas como lo es la de Planck, debe aparecer otra geometría distinta de la de Riemann, que llaman “geometría cuántica”.
    – En fin, voy a buscar el paraguas que esoy empezando a oir truenos.
    -Ah! lo que dice Albert parece interesante, le echaré un vistazo, en todo caso, gracias por el aporte, Albert.
    – Saludos a todos.

  33. lluís:

    – Ah! una cosa que se me pasó por alto respecto del comentario 27 de Neo. Con Newton no podría haber ondas gravitacionales, lo digo por lo del ladrilo y la bola de billar.

  34. NeoFronteras:

    Estimado y apreciado Tomás, muchas gracias por sus palabras.

  35. NeoFronteras:

    Estimado Lluís:
    Sí, claro las ondas gravitatorias son puramente relativistas, no newtonianas.

    Respecto al asunto de las cuerdas:

    Sí, claro, todo el mundo quiere solucionar el problema de la energía del vacío, pero nadie lo ha conseguido.

    Casi todas las propuestas a teorías cuánticas de gravedad sugieren que el espacio-tiempo a partir de cierta escala tiene algún tipo de textura. Como ya hemos visto por aquí no se ha logrado medir esa textura, ni siquiera a escalas cosmológicas en las que una pequeña contribución de esta textura se iría acumulando. Las cuerdas fijan un textura a partir de la compactificación de dimensiones en geometrías de Calabi–Yau. Es una geometría fija, por lo que la textura es fija y no varía en el tiempo. En otras propuestas el espacio-tiempo la “textura” fluctuaría a esa escala (la de Planck).
    Lo malo es que experimentalmente no se ha encontrado textura hasta ahora. Sería interesante saber si las posibles texturas influyen en las ondas gravitatorias, pues esto permitiría refutar propuestas a teorías.

  36. NeoFronteras:

    Gracias Albert por la referencia. Eso es algo que se comentaba en los rumores, aunque parece que no hay mucha significación estadística.
    Esto es algo que posiblemente se vea en el futuro. Cuando los tres (o más) interferómetros estén funcionando a máxima precisión se podrá triangular mucho mejor y discernir estos casos. Podría solucionar el problema del origen de los rayos cósmicos gamma, aunque no de los protónicos.

  37. tomás:

    Sí, lo que nos dice Albert parece muy sugerente, aunque la realidad de esa simultaneidad habría de ser corroborada, como dice Neo, por una precisa localización del evento.

    Y entrando en mis manías ya que contamos con un espacio que tiene algo de fluido muy relacionado con la gravedad y -pienso yo- que con las fuerzas interatómicas en esos “pico, femto o atto-espacios”, ¿por qué no se emplean fórmulas espacio-entropía en vez de espacio-tiempo?

    Saludos.

  38. Albert:

    En promedio se detecta 1 burst al día. Detectar uno por la misma zona, (aunque no se pueda precisar el lugar exacto), el mismo día y 4 décimas de segundo después de la onda gravitacional, y que ambos procesos no tengan relación,…
    Puede que no tengan relación, pero a mi me parece bastante improbable que no la tengan.
    Por otro lado, si la fusión de los dos AN generó la brutal energía de 3 masas solares en apenas un par de décimas de segundo, tampoco parece tan raro que la onda pudiese acelerar gas ionizado que hubiese por las cercanías hasta la emisión de rayos X.
    Saludos.

  39. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Amplio la respuesta a us 20.
    Las OG primordiales tendría una longitud de onda a un fracción signiticativa del radio de universo visible, de ahí la dificultad en detectarlas.
    Este el caso de GW150914 también se tiene una longitud de onda mayor que el instrumento, pero se las han apañado para detectarlas.

  40. NeoFronteras:

    Albert:
    Sí, es posible que GW150914 y ese pulso gamma provengan del mismo fenómeno, pero bajo el método científico se tiene que tener precisión para poder afirmar algo así de modo seguro. Otros observatorios gamma no registraron nada ese día. Con sólo dos LIGO la zona delimitada es muy grande:
    http://www.astro.cardiff.ac.uk/research/gravity/researchactivities/resources/GWLocalization.jpg
    Pero da igual, porque a partir de unos meses sí se tendrá precisión para eso y muchas otras cosas más. Por fin tendremos los primeros gravitelescopios funcionando de forma rutinaria.

  41. lluís:

    – Especulemos un poquitín más. El gravitón es algo que también parece que “debe estar ahí”. Si las ondas son también partículas y vicerversa, ¿ de qué esta hecha la “onda gravitatoria”? ¿Sería el gravitón una excepción a la dualidad onda-partícula? ¿no es el gravitón un bosón gauge que transporta o transportoría la gravedad? y si como dice Thorne el gravitón tiene masa nula pues eso parece dar alas (al menos teóricamente) a la existencia del gravitón, del mismo modo que el fotón transporta la luz, el gravitón sería partícula mensajera y transportaría la gravedad.

  42. tomás:

    Pues por eso digo, querido Neo, si no sería más fácil detectar su frecuencia, es decir el tiempo que transcurre entre cada pico, por ejemplo y como ya sabemos que van a la velocidad de la luz…
    De todas formas ya me has dejado descolocado porque había asimilado lo de que tenía que ser mayor el aparato que la longitud de onda. Porque, a ver: se formará una imagen de interferencia en el detector, y eso es porque la onda que sigue recta y la que va en perpendicular, recorren superexactamente la misma distancia, así que coinciden, por ejemplo, sus picos en el detector. Si uno de los tubos por donde va el rayo láser se curva o se encoge en un sentido y el otro en otro, las líneas de interferencia se desdibujarán. Eso es que el espacio se ha movido. Es decir que se ha detectado una sacudida. Luego, volverán a su estado anterior. Más tarde, cuando llegue otra onda, pasará lo mismo. Entonces, si medimos el tiempo, tenemos la frecuencia.
    Hasta ahí, mal o bien, llego.

  43. NeoFronteras:

    Estimado Lluís:
    Es que el asunto de los gravitones tiene cierta injundia.
    Para los particulistas la cosa está está clara: todo campo consiste bosones (partícula de spín entero). Así, el campo electromagnético tiene su fotón, la fuerza débil los gluones y la fuerza débil sus W y Z. Si los bosones tienen masa entonces la fuerza es de corto alcance y si no tienen masa de largo (sólo la electromagnética), entre otras cosas porque es más complicado crear partículas virtuales masivas que generen el campo.
    En Teoría Cuántica de Campo (TCC) es fácil ver esto con diagramas de Feymann, que permiten, además hacer cálculos con cierta facilidad. El marco en donde se da todo esto es plano o a lo más de Minkowski en el que se cumple simetría Lorentz o, a lo más, Poincaré. Es decir, el espacio es fijo.
    Ahora viene lo más gracioso. Cuando tenemos fotones y partícula cargadas se puede calcular algo a base de métodos perturbativos y siempre y cuando tengamos unas cuantas partículas nada más (generalmente sólo 3). Tenemos entonces la Electrodinámica Cuántica. Si consideramos los demás campos la cosa se joroba, pues los métodos perturbativos no funcionan bien y hay interacciones con bucles y otras cosas que hacen los diagramas de Feymann la mar de bonitos, pero cuyas ecuaciones no hay quien las resuelva. Básicamente incluso con sólo 3 partículas la cosa es un horror y se recurre a cálculos numéricos en el retículo y otros exotismos. Pero se consiguen calcular cosas.
    Esta parte (el modelo estándar) es la parte de la Física más chapucera desde el punto de vista matemático de lejos. Un asco. Pero, lo malo es que predice muy bien ciertas cosas, como el momento magnético del electrón (con muchísimos decimales).

    El problema es cuando se empeñan en seguir con el mismo paradigma y se mete la gravedad. Todo porque alguien consideró en el pasado que tiene que haber una teoría del todo que describa realmente absolutamente todo. A esta fe se ha unido mucha gente. Pero es sólo una fe sin ningún respaldo físico (más bien lo contrario). Se puede tener una TCG sin que haya una teoría del todo.

    Asumen después que la fuerza de gravedad está generada por el mismo mecanismo: el intercambio de bosones virtuales (gravitones) entre partículas y que la gravedad y los otros campos son de la misma naturaleza, pese a la obviedad de que la gravedad es muchísimos órdenes de magnitud más débil que todas las demás. Pero no importa, siguen adelante y usan la misma técnica (es lo único que saben hacer, claro) y cuando usan sus bosones de masa nula y spin dos la cosa se complica porque no se puede calcular nada. Todos son infinitos, porque en este caso (a diferencia de los anteriores) la teoría no es renormalizable. Hasta cierto punto es lógico que se difícil de calcular, pues la RG ya los es debido a términos que se retroalimentan.
    Hubo propuestas como las teorías de gran unificación basadas en este tipo de razonamiento y con un espacio-tiempo estándar sin exotismos. Las GUT y otras se basadas además en distintos modelos de teorías de grupos. Hay varias propuestas y ninguna ha funcionado hasta ahora.

    Pero como me empeño en que la realidad se comporte de acuerdo a mi modelo entonces modifico el marco, me saco 11 dimensiones (o las que sean) de la manga, digo que las partículas son cuerdas, compacto la mayoría de las dimensiones en geometrías Calabi-Yau en donde hago que vivan las cuerdas y digo, a costa de dificultar los cálculos hasta lo indecible, que las cuerdas funcionan y que tengo una teoría cuántica de la gravedad. Pero, en realidad, no tengo nada equivalente a la predicción del momento magnético del electrón que sí tiene la TCC.

    Aquí es donde viene lo bueno, pues nos encontramos con un problema de filosofía de la ciencia que ningún físico teórico quiere abordar o tan siquiera mencionar.
    Supongamos que las cuerdas, los gravitones y todas esas cosas, son correctas y describen bien la realidad desde el punto de vista cuantitativo. Es decir, que si mido confirmo lo que dice la teoría. Ahora es cuando volvemos atrás, dejamos a una lado las cuerdas para no complicar aún más las cosas y seguimos.

    Según la RG el espacio tiempo es un campo en sí mismo, según los particulistas no. Según ellos el espacio-tiempo es fijo y hay intercambio de gravitones que generan la fuerza de gravedad.

    Entonces hay varias opciones:

    1/ La RG es un modelo que predice gnoseológicamente la gravedad a través de ver el espacio-tiempo como si fuese algo curvo, pero en realidad, de hecho, de facto u ontológicamente el espacio-tiempo no es así. Esa visión sólo nos sirve para hacer cálculos cuando en promedio tenemos muchas partículas juntando una masa muy grande (estrellas, galaxias, etc). Entonces la gravedad, a nivel microscópico, no es más que el intercambio de gravitones virtuales, que sí serían un ente real y no una pseudopartícula. Estos gravitones (en este caso no virtuales) tiran de los espejos de LIGO como si el espacio estuviera curvado y cambiando como una onda (pero dejando a un lado que la onda gravitatorias te hacen oscilar también en el tiempo si te cruzan, pues el mecanismo de gravitones no parece que lo permita).

    2/ La RG describe ontológicamente el espacio-tiempo como algo que realmente está curvado, como una realidad objetiva y no sólo un modelo de cálculo. Los gravitones los podemos entender entonces como un modelo gnoseológico que nos permite ver las ondas gravitatorias del propio espacio como cuantizadas (de alguna manera desconocida) en forma de cuasipartículas, igual que los fonones de una red cristalina no tienen entidad si están fuera de dicha red. O ni siquiera eso y los gravitones son una mera idea. En este caso las ondas del propio espacio hacen oscilar los espejos de LIGO y no hay nada más.

    3/ Ambas visiones son gnoseológicas y la realidad es otra cosa distinta y desconocida, aunque se pueda calcular bien con ambas visiones algunos fenómenos que midamos.

    Lo que no puede ser es que tengamos gravitones reales y espacio curvado macroscópico real a la vez. Si los gravitones fueran partículas reales entonces ellos mismos tendrían que generar el campo gravitatorio, pero como el espacio-tiempo es un campo en la RG entonces los gravitones tendrían que generar el propio espacio (curvado). Todo ello es bastante contradictorio y necesariamente hay que abandonar una de las dos visiones o las dos. Aunque podría ser que matemáticamente los dos describan bien numéricamente lo que se mide y que sea una cuestión indecidible desde el punto de vista experimental. Algo bastante desagradable, por cierto, porque entonces no conseguimos con ciencia explicar la realidad física.

    El problema, insisto, es filosófico. Porque a un teórico del bando que sea sólo le importan sus ecuaciones y estas serán correctas mientras proporcionen buenas predicciones para las medidas experimentales.

    Como seguimos sin tener una TCG no sabemos cuál de la tres visiones es la correcta. Si las cuerdas son correctas tendremos la opción 1, si las gravedad cuántica de bucles es correcta tenemos la opción 2.

    En mi opinión la detección de ondas gravitatorias apoya la RG y no a los gravitones (ontológicos), a lo más a las pseudopartículas con las que se puede, si se quiere, ver a esas ondas.

    Ahora volvamos a las cuerdas.

    Puede que las cuerdas al final consigan describir numéricamente la realidad medible, pero entonces se generan varios problemas filosóficos. A saber:

    El primero es que algo muy complicado es capaz de describir cualquier cosa. Los 80 círculos de los epiciclos describían mejor el movimiento de los planetas que el modelo de Copérnico, pese a ser erróneos. Aunque una vez añades órbitas elípticas (Kepler) gana el segundo (además de las fases de Venus, claro). Los 10 elevado a 90 estados de vacío de las cuerdas ni te digo de lo que son capaces de predecir. Se puede elegir el que nos venga en gana y decir que corresponde a nuestro universo, lo que implica una clase de multiverso (de las varias clases no excluyentes de multiverso que podría haber).

    Segundo, una descripción matemática de la realidad muy complicada no es útil, es señal de que, como modelo intelectual, no funciona. La ciencia debe ser útil (instrumental) en ese sentido.

    Tercero. La RG nos dice que es legítimo aspirar a un espacio-tiempo que se pueda generar de algún modo cuando uno baja a nivel cuántico. Este no debe ser un marco, una premisa, un algo fijado por algún “dios” aleatorio (como dice las cuerdas). Si está compuesto por “átomos” de espacio-tiempo o algún otro ente bienvenido sea. Si hay un mecanismo de generación del espacio-tiempo (fluctuación del propio espacio a partir de un vacío de espacio-tiempo, por ejemplo) no sólo se puede explicar la gran explosión inicial, sino que nos podemos remontar incluso a antes del Big Bang, salvar la singularidad inicial y las demás y dejar a un lado el dedo de un creador, que se suele poner cuando ignoramos algo. Pudiera ser incluso que una teoría cuántica de gravedad verdadera pudiera explicar la inflación sin recurrir al campo inflacionario y su inflatón, al fin y al cabo, sólo se necesita una expansión exponencial generada por cualquier mecanismo para explicar la planitud, isotropía y homogeneidad observada en el Universo.

    Pero seguimos sin tener una TCG.

  44. tomás:

    ¡¡Jo!!

  45. tomás:

    ¡Hay gente pa to!

    Y yo contando canicas p´aprender matemáticas…

  46. lluís:

    – Un buen trabajo el de Neo, solo me resta agradecer que se haya tomado la molestia de argumentar con tan prolija exposición. Voy a tener presente todo lo que explica, e incluso lo voy a archivar.

  47. NeoFronteras:

    De nada, estimado Lluís. La pena es que, en realidad, sin una TCG no son más que especulaciones.

  48. Miguel Ángel:

    Tenías razón en lo del paraguas, querido Lluís: han caído chuzos de punta. Fuera de bromas, vuestra conversación ha generado un hilo estupendo del que voy a sacar varias notas que pasarán a uno de mis cuadernos.

    Enhorabuena y muchas gracias, queridos Neo y lluís.

  49. David:

    Y que podemos decir, de la teoría del Ambiplasma, tambien conocido, como “universo eléctrico” , en este tema https://es.m.wikipedia.org/wiki/Ambiplasma ?

  50. NeoFronteras:

    Nadie en el mundo académico apoya esa idea.

  51. David:

    ¿Por que no? ¿No es una teoría seria o esta errada?

  52. NeoFronteras:

    No es ni teoría. Pero da igual, es casi imposible luchar contra las magufadas y los que creen en ellas.

  53. Albert:

    Sr. Neo, he leído con muchísimo interés su post #43, gracias, es realmente muy interesante.
    Simplemente reporto un pequeño “gazapo disléxico” por si quiere corregirlo, donde dice “…en geometrías Caluba-Yabi…” debería decir “Calabi-Yau”
    Saludos.

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