La ESA aprueba LISA
La agencia europea del espacio da luz verde a la misión espacial para la detección de ondas gravitacionales.
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La Agencia Espacial Europea (ESA) aprobó el pasado 25 de enero el inicio de la construcción de su misión espacial de ondas gravitacionales LISA. El trabajo comenzará en enero de 2025 una vez que se haya elegido un socio de la industria para construir la misión. Se espera que LISA coste 1500 millones de euros y que se lance en 2035 a bordo de un cohete Ariane 6. Se le espera una vida útil de al menos cuatro años.
Como todos sabemos, las ondas gravitacionales fueron detectadas por primera vez en 2016 gracias a los interferómetros láser de LIGO. Pero estos instrumentos no pueden detectar este tipo de ondas si estas tienen una longitud de onda muy grande, que es la que se espera que tengan ciertos fenómenos, como los relacionados con la coalescencia de agujeros negros supermasivos. En el lenguaje de las frecuencias, LIGO opera en la gama de frecuencias que van de pocos Hz a 1 KHz. La ecuación que relaciona frecuencias y longitud de onda es f=c/λ.
LISA no es sólo una nave espacial sino una constelación de tres, es un observatorio basado también en interferometría láser que comprende tres satélites idénticos que se intercambias rayos láser. Se colocarán en un triángulo equilátero en el espacio, cada lado del triángulo tendrá 2,5 millones de kilómetros, más de seis veces la distancia entre la Tierra y la Luna.
Las tres naves se enviarán rayos láser entre sí a través de cubos dorados que flotan libremente dentro de la nave. El sistema podrá medir cambios en la separación entre los cubos del orden del tamaño de un átomo de helio, lo que indicaría la presencia de una onda gravitacional. La misión debe diseñarse de manera que nada, excepto la propia geometría del espacio-tiempo, afecte el movimiento de esas masas en caída libre (cualquier objeto orbitante está en caída libre).
LISA podrá detectar ondas gravitacionales cuya frecuencia vaya de 10-4 a 10-1 Hz. Es la enorme distancia entre los vértices del sistema lo que permite detectar grandes longitudes de onda y, por tanto, esas frecuencias tan bajas.
Este proyecto se asienta en los datos recolectados por la misión LISA Pathfinder que se lanzó en 2015 en una misión de dos años para probar que era técnicamente posible una misión como LISA. En abril de 2016, la ESA anunció que LISA Pathfinder demostró que la misión LISA era factible.
Se espera que LISA pueda detectar ondas gravitacionales provenientes de eventos que involucran objetos del tamaño de estrellas, como explosiones de supernovas o fusiones de estrellas muy densas y agujeros negros de masa estelar. En nuestra propia galaxia, LISA detectará muchos pares de objetos compactos fusionándose, como enanas blancas o estrellas de neutrones.
LISA también detectará las ondas gravitacionales provocadas cuando colisionan enormes agujeros negros en los centros de las galaxias. Esto permitirá a los científicos rastrear el origen de estos objetos y tratar de deducir cómo crecen hasta alcanzar millones de veces más masa que el Sol. De este modo, se prestará una gran ayuda a la tarea de establecer el papel que desempeñan en la evolución de las galaxias.
La misión está incluso preparada para capturar las ondas gravitacionales generadas en los momentos iniciales de nuestro Universo y ofrecer una visión directa de los primeros segundos después del Big Bang.
Todo ello quizás ayude a los investigadores a medir el cambio en la expansión del Universo con un tipo de criterio diferente a los habituales.
En definitiva, se abrirá una nueva ventana al Universo para poder estudiarlo. Una vez más, será el Cosmos observándose a sí mismo, esta vez con un ojo de 2,5 millones de kilómetros.
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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
24 Comentarios
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viernes 9 febrero, 2024 @ 11:03 pm
Un proyecto apasionante en los límites de la técnica, podrá detectar ondas gravitacionales de eventos que ahora mismo ni imaginamos que se produzcan.
Sin embargo creo que cara al público la exploración de cuerpos celestes como asteroides, satélites, etc llaman más la atención
lunes 12 febrero, 2024 @ 10:09 am
Gracias por tan interesante información don Neo. Solo añadir que China tiene también previsto su propio observatorio de ondas gravitacionales mediante interferometría LASER en el espacio, se llama «The Taiji program», y también pretende situar 3 naves en órbita formando un triángulo equilátero, en su caso de unos 3 millones de km de lado.
Y también los chinos pretenden lanzar previamente su propio «Taiji-pathfinder» para ensayos, compuesto por 2 naves de prueba separadas alrededor de medio millón de km, para desarrollar el funcionamiento correcto de la interferometría LASER en el espacio.
Enlazo la información «The Taiji program: A concise overview» de la que se puede descargar el PDF gratuitamente en:
https://ictp-ap.org/publication/2
Saludos.
miércoles 14 febrero, 2024 @ 12:37 pm
El principio que esta bajo la detección de ondas gravitacionales es cuando menos dudoso.
Posiblemente no existan estas ondas con perdón de Einstein. Gastandolos en algo mas lógico podrían ahorrarse muchísimos millones o investigando en algo mas productivo.
Si están interesados en mis razones les ruego me contacten . Un cordial saludo.
Mi Webb es Universo Big sin Bang.com.
miércoles 14 febrero, 2024 @ 12:40 pm
Las ondas gravitacionales no existen con perdón de Einstein.
Mis ideas están expresadas en la Webb Universo Big sin Bang.com.
Espero sus noticias. Atentamente
miércoles 21 febrero, 2024 @ 5:45 am
Muchas gracias a nuestro querido Albert completando la información.
Tampoco sabía que este proyecto podría visualizar los segundos posteriores al Big Bang: según creía entender, este no es el Big Bang Observer definitivo, ¿o sí?
jueves 22 febrero, 2024 @ 11:06 am
El objetivo de los cosmólogos es realizar observaciones/medidas lo más cercanas posibles al inicio del universo.
Vía radiación electromagnética, (detección de fotones) lo “más atrás en el tiempo” que podemos retroceder es cuando el universo tenía ~375 mil años y la temperatura era de unos ~3000 K, los electrones se unieron a los núcleos formando átomos y los fotones se desacoplaron de la materia y volaron libres, esos fotones los detectamos ahora como fondo cósmico de radiación de microondas (CMB) Nunca podremos observar “fotones más viejos”, puesto que antes del desacoplamiento eran absorbidos por la “sopa” de materia ionizada.
Una esperanza de “poder ver más atrás” en el tiempo es detectando el fondo de neutrinos. De la misma manera que los fotones se desacoplaron de la materia cuando el universo tenía ~375 mil años, los neutrinos se desacoplaron cuando el universo tenía ~1 segundo de vida y la temperatura era de unos 14 millones de kelvin. Lo malo es que los neutrinos de ese fondo cósmico de neutrinos (CNB) que nos baña ahora, son de tan baja energía (menor de una diezmilésima de eV) que no tenemos tecnología para detectarlos. Los detectores de neutrinos que funcionan en la actualidad, tipo Super-Kamiokande, solo detecta neutrinos de energía en el rango de los MeV.
Aunque no hayamos podido detectar directamente ni uno solo de los neutrinos de CNB sí hemos podido detectar su existencia de forma indirecta, de dos formas diferentes:
1. Hemos detectado su huella, 375 mil años después de generarse, en el fondo cósmico de microondas CMB. Esa huella de neutrinos del CNB fue descubierta en los datos del satélite Planck en 2015: la publicación es “A First Detection of the Acoustic Oscillation Phase Shift Expected from the Cosmic Neutrino Background” de Follin et. al. (2015)
2. Hemos detectado su huella estudiando parámetros ligados a las Oscilaciones Acústicas de Bariones de una muestra de 1.198.006 galaxias que nos envían su luz cuando el universo ya estaba formado por galaxias y tenía entre 7 mil millones y 11 mil trescientos millones de años de vida. La publicación es ”First constraint on the neutrino-induced phase shift in the spectrum of baryon acoustic oscillations” de Baumann et. al. (2019)
¿Podríamos ver/observar/medir algo todavía más atrás en el tiempo que el CNB? Si la fase inflacionaria del universo realmente sucedió, cuando ésta finalizó, el universo tenía tan solo unos 1E-32 segundos. Y las teorías de los mecanismos de la inflación predicen que en ese momento se generaron ondas gravitacionales primordiales. Esas ondas nos estarían bañando ahora (fondo de ondas gravitacionales primordiales PGWB), pero al ser de muy baja frecuencia no son detectables mediante los interferómetros actuales en funcionamiento LIGO, VIRGO, KAGRA.
Pero parece ser que al menos alguna parte de ese PGWB podría ser detectada por LISA, según el artículo “Primordial Gravitational Waves with LISA” de Ricciardone, del que se puede descargar el PDF:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/840/1/012030/meta
Una idea inicial para intentar garantizar la detección segura de ese PGWB si existe, es un interferómetro espacial nombrado provisionalmente “Big Bang Observer” que consistiría en una constelación de 4 LISA operando conjuntamente.
La noticia que da origen al presente artículo de Neofronteras es que justo ahora se ha aprobado LISA, mientras que el “Big Bang Observer” es solo una idea en un powerpoint. No creo que la ESA invierta recursos en estudios del hipotético “Big Bang Observer” que repito es una constelación de LISAs, hasta que el proyecto LISA esté maduro y sea operativo.
Por otro lado, si no podemos detectar las ondas gravitacionales directamente, podemos intentar detectarlas indirectamente, observando sus interacciones posteriores con el fondo cósmico de microondas (igual que se han observado las consecuencias de los neutrinos primordiales en el CMB como hemos explicado antes)
Esa detección indirecta (los llamados Modos B) es la que están intentando los observatorios BICEP3 y Keck Array del polo sur, de los que hablamos en los comentarios del artículo de Neofronteras del 04/09/2023 de título “Actualidad astronómica: el kiosco del astrónomo”
Recientemente (23/11/2022) también se ha unido a la búsqueda de los Modos-B en el CMB el telescopio de microondas QUBIC ubicado en la provincia de Salta, en Argentina.
Saludos.
sábado 24 febrero, 2024 @ 4:33 am
He leído que un nuevo estudio afirma que hay un ‘espejo oscuro’ en el universo y que podremos ver en un futuro.
Recientemente, un equipo de científicos ha propuesto una idea muy audaz que podría darnos muchísima información sobre el misterio de la materia oscura: la existencia de un «universo espejo» oscuro que coexiste con el nuestro prácticamente desde el Bin Bang. Este universo gemelo estaría habitado por una forma de materia y energía que difiere fundamentalmente de la que conocemos.
https://ensedeciencia.com/2024/02/22/nuevo-estudio-afirma-que-hay-un-espejo-oscuro-en-el-universo-y-que-podremos-ver-en-un-futuro/
lunes 26 febrero, 2024 @ 3:51 am
O sea, que podemos considerarlo descartado para el futuro más próximo. Y, dado que en la segunda mitad de este siglo lo que se prevé es un colapso mundial, poco plausible para más adelante.
Chapeau por la respuesta, Albert. 🥇🥇🥇
lunes 26 febrero, 2024 @ 3:52 am
O sea, que podemos considerarlo descartado para el futuro más próximo. Y, dado que en la segunda mitad de este siglo lo que se prevé es un colapso mundial, poco plausible para más adelante.
Chapeau por la respuesta, Don Albert. 🥇🥇🥇
martes 5 marzo, 2024 @ 10:09 pm
Antes de autodarme la bien venida, o sea la vuelta a nuestra queridísima página tras un modesto vuelo gravitatorio de tan solo tres escaleras que me ha roto dos vértebras y algún daño más, he de participar de la admiración de Miguel por nuestro sabio Albert, a quien agradezco sus valiosísimos comentarios. También un fuerte abrazo a todos, mis añorados y queridísimos compañeros, y por supuesto, a nuestro mentor Neo. Os he echado mucho de menos, pero ya estoy otra vez con vosotros quizá para fastidiar un poco; ya veremos que, como sabéis, decía el ciego.
miércoles 6 marzo, 2024 @ 12:49 am
Para que hayan sido dos tiene que haber sido fatal el vuelo, querido amigo.
Si son lumbares es posible que te recomienden hacer pilates, como al futbolista Neymar o al ciclista Javier Romo del equipo Movistar que se fracturó la L3 en la Vuelta a España y se ha recuperado muy bien.
Un fuerte abrazo y mis mejores deseos de que mejores, Tomás.
miércoles 6 marzo, 2024 @ 9:28 am
Lamento el accidente y sus consecuencias, mis mejores deseos de rápida y completa recuperación.
En mi post anterior olvidé comentar que el nuevo telescopio de microondas QUBIC ubicado en Salta (Argentina) también fue descrito aquí en Neofronteras en el artículo del 01/02/2023:
https://neofronteras.com/?p=7957
Saludos.
viernes 8 marzo, 2024 @ 9:32 pm
En mi muy mermada biblioteca he hallado un libro, «Los tres primeros minutos del universo», de Steven Weinberg, edición de 1977, Alianza Editorial. En él hay bastantes párrafos, o partes de ellos, resaltados en verde «fosforito» y frecuentes modestos cálculos que ahora sería incapaz de realizar.
Echando un breve vistazo me doy cuenta de que, algunas cosas que escribe son solo historia, pero muchas incógnitas que comenta siguen vigentes. Sin embargo, nada pudo decir en ese libro de las ondas gravitacionales, aunque seguro que las conoció antes de morir.
Bueno, son historias del abuelo Cebolleta que aparece de cuando en cuando.
Abrazos.
lunes 11 marzo, 2024 @ 9:06 am
“Los tres primeros minutos del Universo” cuyo autor es el Premio Nobel de Física Steven Weinberg es en mi opinión el libro de Cosmología (de divulgación) más importante del siglo XX.
Weinberg lo escribió en inglés en 1977, en español se publicó en 1978 y tuvo tal éxito y se agotó tan rápido, que en español se hizo una segunda edición en mayo de 1980 y una tercera en diciembre de 1980, (de esta 3ª edición es el ejemplar que yo tengo)
https://postimg.cc/crwCVTsZ
Weinberg en este libro consigue explicarle al lego el Big-Bang y la Expansión del Universo de forma que se entiende, y sobre todo, le hace ver que es una Ciencia “útil” ya que explica la composición química del universo, el fondo de microondas,… A partir de la lectura de este libro, los aficionados fuimos capaces por primera vez de hablar de bing-bang y de la expansión con una base científica seria. Si alguien que lee esto no ha leído aun el libro y le interesa la Cosmología, ya está tardando en leerlo, 🙂
Seguro que habrá algún lector que no estará de acuerdo conmigo, y que creerá que el honor que yo le he concedido a “Los tres primeros minutos” debería ser para “Historia del tiempo” de Stephen Hawking. Éste último fue sin duda muy popular, pero al menos yo, aprendí mucho más en el libro de Weinberg.
En cuanto a “best-sellerismo”, Hawking “jugaba con algo de ventaja”: la simpatía y admiración que provocaban sus problemas físicos y el “flash” que produjo que el libro explicase que los agujeros negros, (algo muy mediático), no eran “completamente negros” como imponía la Relatividad General, sino que emitían algo de radiación cuando entraba en liza la Mecánica Cuántica.
Saludos.
lunes 11 marzo, 2024 @ 9:51 am
Steven Weinberg nos dejó en 2021 por lo tanto, vivió la primera detección de una onda gravitacional mediante los interferómetros LIGO, la GW150914 cuyo descubrimiento se publicó en febrero de 2016. Y supo del éxito de los ensayos realizados en la misión experimental LISA Pathfinder que se publicaron en junio de 2016.
Previamente en 2008, Weinberg publicó el libro “Cosmology” (Oxford University Press), libro que prácticamente todo el mundo considera como el mejor libro de texto que existe publicado para estudiantes de físicas en la asignatura de Cosmología. En ese libro describe las ondas gravitacionales cosmológicas y dice en la página 323:
“…The existing ground-based Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) operates at about 100 Hz … but LIGO does not have the sensitivity required to detect cosmological gravitational waves. But cosmological gravitational waves might be detected by space-borne laser interferometers…” que traducido es:
“…El actual Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO) con base en tierra funciona a unos 100 Hz… pero LIGO no tiene la sensibilidad necesaria para detectar ondas gravitacionales cosmológicas. Pero las ondas gravitacionales cosmológicas podrían ser detectadas por interferómetros láser espaciales…”
Saludos.
lunes 11 marzo, 2024 @ 10:32 am
Efectivamente, Albert: cuanto precisas es cierto. Creo recordar que no aboga con seguridad por una singularidad como origen del Big Bang, sino que, admitiéndola como posible, comenta que la gran inflación pudo darse también en una especie de universo prexistente: una tremenda separación de partículas. De ello hemos nos hemos escrito Eduardo y yo, también solo como la sospecha de una posibilidad. Evidentemente sin la erudición que te caracteriza.
Un abrazo.
lunes 11 marzo, 2024 @ 11:51 am
En su libro de 1977 “Los tres primeros minutos del universo” su autor Steven Weinberg no dice nada sobre la inflación, no podía hacerlo: el concepto “inflación cósmica” todavía no existía, ese concepto fue publicado por primera vez por Alan Guth en un artículo de 1981 de Physical Review titulado “The Inflationary Universe: A Possible Solution to the Horizon and Flatness Problems”
Alan Guth tiene un ameno libro de divulgación publicado en castellano en 1999, (en inglés en 1997) de lectura imprescindible para interesados en el tema, que se titula “El Universo Inflacionario”
Naturalmente, en su posterior libro de texto “Cosmology” de 2008 que nombramos antes, Weinberg dedica un capítulo entero a la Inflación en sus diferentes formas hipotéticas.
Saludos.
jueves 14 marzo, 2024 @ 4:00 am
En el Cronista, hoy he leído: » Científicos descubren cómo viajar en el tiempo: las leyes de la física ya no son un límite» ; donde dicen: » A través de un descubrimiento que rompe todos los paradigmas de la ciencia, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Darmstadt y la Universidad de Roskilde encontraron que es posible revertir el tiempo en ciertos materiales.
El estudio científico, publicado en Nature Physics, reveló que las moléculas de vidrio, bajo ciertas condiciones, exhiben una sorprendente reversibilidad.
«El material tiene un reloj interno que funciona de manera diferente al reloj de la pared del laboratorio. El tiempo material avanza a diferente velocidad dependiendo de la rapidez con la que se reorganicen las moléculas dentro del material», explica el artículo
El envejecimiento es un proceso irreversible
Las oscilaciones moleculares, en materiales como el vidrio, pueden ser reversibles en el tiempo bajo ciertas condiciones. No obstante, esto no implica que podamos revertir el envejecimiento de los materiales a gran escala. » https://www.cronista.com/mexico/actualidad-mx/cientificos-descubren-como-viajar-en-el-tiempo-las-leyes-de-la-fisica-ya-no-son-un-limite/
¿ Donde está entonces la gracia? No podemos construir un vehículo que nos lleva a tiempos pasados y a tiempos futuros, como en la novela de H. G. Wells; ni como en la película» Regreso al Futuro «, de Robert Emesequis y Bob Gale, y protagonizado por Michael J Fox y Chrystopher Lloyd.
viernes 15 marzo, 2024 @ 10:37 pm
Por fuerza has de tener razón, estimado Albert. Lo que sucede es que ahora no sé de donde he sacado esas dos posibilidades. Tengo por ahí varios libros sobre el tema, entre ellos el famoso «Historia del tiempo», pero tampoco me apetece ponerme a buscar y, quizá, no encontrar y que sea una idea mía o inspirada por nuestro compañero Eduardo. Saludos
sábado 16 marzo, 2024 @ 11:01 pm
Amigo Tomas,
A final, puede que no estemos equivocados al dudar del Big Bang, empezando en una única singularidad (punto), y mas aún, de la Teoría de la Inflación.
Estas ideas ya las comentamos hace bastante tiempo en NeoFronteras.
Veo comentarios de gente capacitada, poniendo como mínimo en dudas, el modelo Lambda CDM que, hasta ahora era aceptado ampliamente.
Al analizar los datos suministrados por el telescopio James Webb. Observan galaxias, AN, y otros objetos, en un estado de evolución incompatibles con lo que esta teoría predice.
Algunos calculan que el inicio, del Universo debe por lo menos, empujarse para 26000 millones de años.
Todos estamos ansiosos para que el JWEBB, envíe mas datos, y estos ayuden a clarear estas dudas actuales.
Saludos.
lunes 18 marzo, 2024 @ 11:28 am
O sea, Eduardo, que tienes mucha mejor memoria que yo. Además, no sé por qué razón, al volver a mi casa después de mes y cuatro o cosa así, la noto extraña, parece como si no recordase dónde están la cosas. No encuentro nada. Una catástrofe.
Abrazos.
viernes 29 marzo, 2024 @ 1:11 pm
Apreciado Tomás, espero que se recupere pronto de las lesiones.
domingo 31 marzo, 2024 @ 9:24 am
Muchísimas gracias, querido Neo, como también a los compañeros que me desean lo mejor. Miguel es muy optimista al no tener en cuenta que ya he cumplido 83. Así que me han colocado una especie de corsé metálico muy molesto que me impide doblarme hacia adelante. Me han hecho tantas radiografías que ya he de brillar en la oscuridad. Y el día 4 me toca otra en un vetusto aparatejo que no tengo esperanza en que detecte evolución alguna. Pero, en fin, me perdonáis por extenderme en esto. Aquí estamos para escribir de ciencia.
Mil gracias y abrazos.
domingo 31 marzo, 2024 @ 10:23 am
Sobre el 18 del imaginativo David: Pues en efecto, no será posible eso que tanto te gustaría, inventar un coche -o la máquina del tiempo que se nos ocurra- que pueda llevarnos al pasado. El tiempo es algo muy poco manejable.
Abrazos.