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Sobre ruido de fondo gravitacional

Área: Espacio,Física — Domingo, 10 de Abril de 2016

El ruido de fondo de ondas gravitacionales podría ser 10 veces más intenso de lo esperado.

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Ilustración de dos agujeros negros en rumbo de colisión. Fuente: Colaboración LIGO.

La colisión y fusión de dos agujeros negros para producir uno solo era una predicción estrictamente teórica no soportada por datos experimentales.

La detección de ondas gravitacionales del evento GW150914 por parte de LIGO hace poco proporcionó las pruebas necesarias que demuestran que este tipo eventos suceden en la realidad.

La falta de datos experiméntales hacía más complicada la predicción sobre cómo de frecuentes podrían ser estos eventos. Además, se supone que también habrá colisiones entre un agujero negro y una estrella de neutrones y entre dos estrellas de neutrones.

Ahora el equipo de investigadores de LIGO (ver la lista de autores del artículo es ilustrativo de lo que significa estar en un proyecto así) cree que el ruido de fondo en ondas gravitacionales podría ser unas 10 veces más intenso de lo que se esperaba.

Este “ruido” de fondo podría ser tan fuerte que podría ser registrado de modo rutinario en 2020 por las nuevas versiones de LIGO y VIRGO cuando estos instrumentos lleguen a funcionar a la sensibilidad completa para la que han sido ya diseñados.

Este tipo de colisiones se tienen que estar produciendo de forma continua a lo largo de todo el Universo. Pero casi todas ellas se darán tan lejos que sus señales individuales no podrán ser registradas en la Tierra. En su lugar, las distintas contribuciones de todas ellas generan un ruido de fondo de ondas gravitacionales que rellena todo el Cosmos.

El registro de este ruido de fondo porta una información muy interesante para los astrofísicos que quieran saber más sobre este tipo de colisiones.

La intensidad de cada señal en uno de estos eventos depende de la masa de cada objeto involucrado en la fusión. Hasta ahora estas masas eran desconocidas y se asumían unos valores puramente teóricos.

Ahora, gracias a GW150914, se han podido calcular las masas de los agujeros negros involucrados. Asumiendo que este evento no es algo especial, sino corriente, es posible calcular cómo es el ruido de fondo de ondas gravitacionales. Calculan que eventos de este tipo ocurren unas 16 veces al año en cada gigaparsec cúbico de espacio.

Así que asumen que este tipo de eventos sigue una distribución normal (gaussiana) y esto les lleva a una predicción de que el ruido de fondo es unas 10 veces más intenso de lo esperado y que está centrado en los 25 Hz.

Obviamente, con sólo un caso la estadística podría estar sesgada, pero pronto se tendrán más casos que permitan refinar la predicción.

Lo mejor de todo esto es que esta predicción se comprobará experimentalmente a partir de 2019, cuando los tres principales interferómetros operen a su máxima sensibilidad.

Este pico de frecuencia de las ondas gravitacionales de fondo cae en la gama de frecuencias audibles por el oído humano en su equivalente en sonido. Así que podrá ser traducido a sonido real si se desea.

Para poder hacernos una idea podemos usar cualquier emulador on-line y ajustarlo de 25 Hz. Si se tiene un buen amplificador y unos buenos altavoces se puede oír sin problemas.

El real no tendrá una frecuencia pura y única de 25 Hz, sino que será un ruido blanco que se extenderá con distintas intensidades para una gama de frecuencias amplia.

El espectro, que viene dado por la frecuencia frente a la intensidad, de esta señal de fondo proporcionará información acerca de la distribución de masas de los agujeros negros que hay en el Universo y permitirá a los cosmólogos identificar mejor la componente del ruido de fondo en ondas gravitacionales que fue creada por las fluctuaciones cuánticas al comienzo del Big Bang.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Copia de artículo original.
Se detectan directamente ondas gravitacionales.

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

  1. lluís:

    – Es verdaderamente impresionante la cantidad de científicos que estan colaborando en este proyecto.Pero más impresionant resulta que se sea capaz de captar esas frecuencias dadas las enormes distancias a los eventos que las producen y la existencia de otros “ruidos”. ¡ Menuda tecnología!.

  2. tomas:

    No hace tanto salió la noticia de la emisión de ondas por parte de los cuerpos del sistema solar. Está claro que en el Sol, donde, al haber movimiento, choques y medio de transmisión, ha de haber, en todo su volumen una agitación con determinadas frecuencias, algunas de las cuales quizá puedan tener un paralelo en la audición humana. También en la Tierra, por la tectónica y en cualquier planeta que la tenga. O en Encelado por tener agua que disfruta de algún movimiento. Y en todo cuerpo que posea una parte fluida, y más si está sometida a fuerzas de marea. Incluso ha de haberla en aquellos planetas donde haya una atmósfera, aunque sea muy débil. Pero, claro, esas ondas no pueden transmitirse en el vacío. Sin embargo, al igual que dice el artículo podría traducirse un paralelismo entre la frecuencia del sonido y la frecuencia de la que se trate.
    Por ejemplo, puedo imaginar la del Sol como algo muy grave, profundo y de atronador volumen, que, de cuando en cuando se eleva como una inmensa ola de gran duración en sus protuberancias, o se hunde en las manchas. Bueno, es un imaginar.

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