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por Avi Loeb
dentro de un disco de gas con otro agujero negro supermasivo al fondo.
(NASA) se pueden usar para mandar mensajes de una estrella a otra.
Avi Loeb explica en su columna de hoy cómo funcionaría este singular medio de comunicación...
Al explorar las fronteras de la física, es imposible evitar los errores.
La realidad representa una opción entre muchas y no necesariamente nuestra opción preferida. Asumir riesgos forma parte de la experiencia del aprendizaje científico.
Los experimentos que
demuestran que nuestras conjeturas son erróneas aportan nuevos
conocimientos. En la cima de su carrera, Albert Einstein cometió tres errores en cuatro años, sólo un par de años después de llegar al Instituto de Estudios Avanzados de Princeton.
En un artículo de 1935, sostenía que la mecánica quántica no permitía el entrelazamiento de partículas a grandes distancias o, en sus palabras:
En un artículo de 1936 sostenía que las ondas gravitacionales "no existen"...
Y en un artículo de 1939 sostenía que los agujeros negros "no existen"...
Ocho décadas después, se concedieron tres premios Nobel en un lapso de cinco años a quienes corrigieron los errores de Einstein.
Las ondas gravitacionales producidas por la unión de dos agujeros negros. (R. Hurt/Caltech-JPL)
A pesar de esta lección histórica, estos días se ha puesto de moda que los físicos teóricos eviten la guillotina de los experimentos promoviendo conjeturas no comprobables.
No se puede demostrar que estas ideas sean erróneas. Por ello, no merecerán el Premio Nobel de Física.
El descubrimiento de las ondas electromagnéticas, primero teóricamente por James Clerk Maxwell y más tarde experimentalmente por Heinrich Hertz, mejoró la capacidad de comunicación de la humanidad.
¿Podría ocurrir lo mismo con las ondas gravitacionales?
Hasta ahora se han detectado casi un centenar de fuentes de ondas gravitacionales a distancias cosmológicas.
Se trata de un triunfo notable, ya que todas ellas pueden describirse bien mediante las formas de onda esperadas de las fusiones de agujeros negros o estrellas de neutrones, tal y como predice la teoría de la Relatividad General de Einstein.
Sin embargo, también es una decepción ya que no hemos detectado fuentes inesperadas.
En cambio, las ondas electromagnéticas se detectaron por primera vez en 1888 a partir de fuentes artificiales en el laboratorio de Hertz en la Tierra.
¿Podrían los detectores de ondas gravitacionales alcanzar la sensibilidad necesaria para identificar fuentes terrestres?
Para calibrarlo, consideremos la señal de ondas gravitacionales que se espera del impacto de un meteorito masivo en la Tierra.
El impacto de Chicxulub que acabó con los dinosaurios hace 66 millones de años tenía un diámetro de unos 10 kilómetros, comparable al tamaño de una ciudad.
Calculé que su impacto en la Tierra habría dado lugar a una amplitud de onda gravitatoria a una frecuencia de aproximadamente 1 hercio (inverso de un período de onda de un segundo, unidad denominada así en honor de Heinrich Hertz) que está por encima de la sensibilidad esperada de un vanguardista Observatorio Lunar que propuse en un reciente artículo con Karan Jani.
Desgraciadamente para el observatorio lunar, pero afortunadamente para la humanidad, un impacto de meteorito tan masivo sólo tiene lugar una vez cada varias decenas de millones de años.
No se producirá en el próximo siglo, según los datos del estudio del cielo de la NASA en busca de objetos cercanos a la Tierra.
Simulación de las ondas gravitacionales producidas por la unión de dos agujeros negros.
Además, por desgracia para el observatorio lunar, la humanidad no tiene medios para propulsar un proyectil de un billón de toneladas a una velocidad de decenas de kilómetros por segundo.
Por lo tanto, no hay ninguna posibilidad de que seamos capaces de producir una distorsión significativa del espacio-tiempo para comunicarnos a través de ondas gravitacionales en un futuro previsible.
Pero,
Cálculos detallados indican que nuestros observatorios sólo las percibirían si aceleraran un planeta de la masa de Júpiter a una fracción de la velocidad de la luz, según indican estos dos artículos recientes aquí y aquí.
Nuestro mejor detector de ondas gravitacionales está aún por llegar...
Dentro de una década, la ESA y la NASA planean enviar al espacio un observatorio de ondas gravitacionales llamado Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA).
Un objeto de la masa de Júpiter en una órbita cerrada alrededor de Sagitario A* podría emitir suficiente energía para ser observado por LISA, y la salida de energía de una sola estrella sería suficiente para codificar un mensaje artificial en su señal.
La ventaja de la mensajería en ondas gravitacionales es que el mensaje no puede ser disipado o bloqueado por ningún sistema astrofísico intermedio, como mostré en un artículo reciente.
Una segunda ventaja es que la señal disminuye sólo inversamente con la distancia, en lugar de con la distancia al cuadrado, como ocurre con los detectores comunes que registran el flujo de energía de las señales electromagnéticas.
Esperemos que LISA detecte un mensaje inesperado.
Así se pondrá fin a la búsqueda de Einstein de una teoría unificada y podremos averiguar qué hay dentro de los agujeros negros y qué precedió al Big Bang.
Si no procede de una civilización inteligente, esa información podría obtenerse,
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